Berømt historie. Så snart kraftigere datamaskiner dukker opp, så snart ytelsen til prosessorer og kapasiteten til lagringsmedier øker, og brukeren sukker lettet - "nå har jeg nok til alt, jeg trenger ikke å klemme og spare," så nesten umiddelbart dukker det opp nye behov som tar fra seg flere og flere ressurser. , ny programvare som heller «ikke nekter seg noe». Evig problem. En endeløs syklus. Og en endeløs leting etter nye løsninger. Skylagring, nevrale nettverk, kunstig intelligens - det er vanskelig å forestille seg hvilken gigantisk kraft disse teknologiene krever. Men la oss ikke bli opprørt, for for ethvert problem er det før eller siden en løsning.
En av disse løsningene var NVM-express-protokollen, som, som eksperter sier, har revolusjonert bruken av solid-state ikke-flyktig minne. Hva er NVMe og hvilke fordeler fører det med seg?
Hastigheten til en datamaskin avhenger i stor grad av hastigheten på lesing av data fra media og hastigheten på behandlingskommandoer. Uansett hvor høy ytelse operativsystemet som helhet er, kan alt undergraves av en vanlig harddisk, noe som får programmer til å bremse ned når de åpner eller "tenke" når de utfører store oppgaver. For ikke å nevne det faktum at HDD praktisk talt har brukt opp potensialet for å øke informasjonslagringsvolumet og derfor har blitt lite lovende. Og den mekaniske stasjonen var enda mer utdatert og bremset utviklingen av datateknologi.
Og nå har HDD-er blitt erstattet av SSD-er – solid-state-stasjoner, ikke-flyktige ikke-mekaniske lagringsenheter. De første SSD-stasjonene dukket opp på markedet i andre halvdel av 2000-tallet. Ganske snart begynte de å konkurrere med harddisker når det gjelder volum. Men i lang tid kunne de ikke fullt ut realisere potensialet og fordelene i hastighet og parallell tilgang til celler, fordi de eksisterende grensesnittene og protokollene ble bygget i henhold til gamle standarder designet for å støtte HDD-stasjoner via SATA og enda eldre SCSI (SAS) grensesnitt .
Det neste trinnet i å låse opp potensialet til ikke-flyktig minne var overgangen til PCI-ekspressbusser. Men på den tiden var det ennå ikke utviklet nye industrielle standarder for dem. Og i 2012 ble de første datamaskinene utgitt som implementerte NVM-express-protokollen.
Du bør umiddelbart være oppmerksom på at NVMe ikke er en enhet eller dens tilkoblingsgrensesnitt. Dette er en protokoll, eller mer presist, en spesifikasjon av en datautvekslingsprotokoll.
Derfor er ikke uttrykket "NVMe-stasjon" helt riktig, og en sammenligning som "HDD - SSD - NVMe" er helt feil og misvisende for en bruker som nettopp har satt seg inn i emnet. Det er riktig å sammenligne en HDD med en SSD på den ene siden, en SSD koblet via SATA-grensesnittet (via AHCI-protokollen) og en SSD koblet til via PCI-express-bussen ved hjelp av NVM-express-protokollen, på den andre. Å sammenligne HDD-er med SSD-er er sannsynligvis ikke lenger interessant for noen. Alle forstår forskjellen, og alle er godt klar over fordelene med sistnevnte. Bare for å merke seg noen (veldig slående) fordeler. Sammenlignet med harddisker er solid-state-stasjoner mindre i størrelse og vekt, er stillegående, og det fullstendige fraværet av mekaniske stasjoner gjør dem mange ganger mer motstandsdyktige mot skade (for eksempel når de faller i bakken) og øker ganske enkelt levetiden.
Å sammenligne egenskapene til en SSD med en gammel buss og en gammel protokoll og en SSD på en PCIe-buss med en NVMe-protokoll er absolutt av mye større interesse og vil være nyttig for alle som er vant til å holde tritt med nye produkter, for de som skal kjøpe en ny datamaskin, og til og med til de som for eksempel ser etter den beste hostingen.
SATA-grensesnittet, som allerede nevnt, ble opprettet for harddisker, hvis hode har fysisk tilgang til bare én celle om gangen. Det er ikke overraskende at SATA-enheter bare har én kanal. For SSD-er er dette dessverre ikke nok, fordi en av fordelene deres er støtte for parallelle strømmer. SSD-kontrolleren kontrollerer også den første posisjoneringen, noe som er en annen betydelig fordel. PCI-ekspressbussen gir flerkanalsdrift, og NVMe-protokollen realiserer denne fordelen. Som et resultat blir data lagret på SSD-ene overført gjennom 65 536 parallelle kontrollkøer, som hver kan inneholde mer enn 65 536 kommandoer samtidig. Sammenlign: SATA og SCSI kan bare bruke én kø, og støtter henholdsvis opptil 32 og opptil 254 kommandoer.
I tillegg krever gamle grensesnitt to tilganger til RAM for å utføre hver kommando, men NVMe klarer å gjøre dette på en gang.
Den tredje betydelige fordelen er å jobbe med avbrudd. NVMe-protokollen ble utviklet for moderne plattformer som bruker flerkjerneprosessorer. Derfor inkluderer den parallell behandling av tråder, samt en optimalisert mekanisme for å jobbe med køer og avbruddshåndtering, som gir mulighet for høyere ytelsesnivåer. Med andre ord, når en kommando med høyere prioritet vises, begynner utførelsen raskere.
Tallrike tester utført av ulike organisasjoner og eksperter viser at driftshastigheten til NVMe SSD-er i gjennomsnitt er 5 ganger høyere enn når man kobler til SSD-er via eldre grensesnitt.
La oss nå snakke om SSD-er implementert på PCIe med NVMe-protokollen er tilgjengelig for alle. Og det handler ikke bare om kostnad. Prismessig er slikt salg fortsatt merkbart høyere, selv om prisene på datakomponenter er kjent for å være høye først i begynnelsen av salget og har en tendens til å synke ganske raskt.
Vi snakker om konstruktive løsninger, om det som på fagspråket vanligvis kalles "formfaktor". Med andre ord, i hvilken form produseres disse komponentene av produsenter. For tiden på markedet er det tre formfaktorer.
Første Dette er det som kalles "NVMe SSD". Det er et utvidelseskort og kobles til de samme sporene som skjermkortet. Dette er ikke egnet for en bærbar PC. Men som for mange stasjonære datamaskiner, siden flere og flere av dem er satt sammen på kompakte hovedkort, hvor det ofte er to eller til og med ett PCIe-spor (som vanligvis er okkupert av et skjermkort).
Andre formfaktor – U2. Utad ligner den på en vanlig harddisk, men er mye mindre i størrelse. U2 brukes vanligvis på servere, så den gjennomsnittlige brukeren er usannsynlig å kjøpe den.
Tredje - M2. Dette er den mest utviklende formfaktoren. Det brukes aktivt i bærbare datamaskiner, og nylig har det allerede blitt implementert på noen hovedkort for stasjonære PC-er. Men når du kjøper en M2 bør du være veldig forsiktig, fordi SATA SSD-er fortsatt produseres i denne formfaktoren.
Imidlertid er det også nødvendig med forsiktighet når du vurderer muligheten for å kjøpe noen av de nevnte formfaktorene for deg selv. Først bør du vurdere om din bærbare eller PC-hovedkort har de nødvendige sporene. Og selv om de er det, har datamaskinen din en kraftig nok prosessor, fordi en svak prosessor vil fortsatt ikke tillate deg å oppleve fordelene med en SSD. Hvis du har alt dette og i tillegg ofte opererer med store datamengder, er selvfølgelig en NVMe SSD det du trenger.
Om rettighetene til annonsering
– dette handler akkurat om virtuelle servere fra selskapet vårt.
Vi har brukt utelukkende raske serverstasjoner fra Intel i lang tid; vi sparer ikke på maskinvare, kun merkeutstyr og noen av de beste datasentrene i Russland og EU. Skynd deg og sjekk det ut 😉
Kilde: www.habr.com