O poveste cunoscută. De fiecare dată când apar calculatoare mai puternice, când performanța procesoarelor și capacitatea suporturilor de stocare cresc, iar utilizatorul oftând ușurat spune: „acum am suficiente resurse pentru tot”, aproape imediat apar noi nevoi care solicită și mai multe resurse, noi software-uri care de asemenea „nu se limitează la nimic”. O problemă eternă. Un ciclu nesfârșit. Și o căutare continuă a unor soluții inovatoare. Stocarea în cloud, rețele neuronale, inteligență artificială — este chiar greu de imaginat ce puteri colosale necesită aceste tehnologii. Dar să nu ne descurajăm, pentru că pentru orice provocare se găsește, mai devreme sau mai târziu, o soluție.
Una dintre aceste soluții a fost protocolul NVM-express, care, după cum spun specialiștii, a revoluționat utilizarea memoriei flash non-volatilă. Ce este, așadar, NVMe și ce avantaje a adus el cu sine?
Viteza de operare a unui computer depinde, în mare măsură, de rapiditatea cu care sunt citite datele de pe suporturi și de viteza de procesare a comenzilor. Indiferent cât de performantă ar fi în general sistemul de operare, totul poate fi dat peste cap de un hard disk obișnuit, care face ca programele să se blocheze la deschidere sau să „reflecteze” la îndeplinirea sarcinilor complexe. Să nu mai vorbim de faptul că HDD-urile și-au atins practic potențialul maxim de creștere a capacității de stocare și, din acest motiv, au devenit desuete. Un suport mecanic este și mai învechit și încetinește dezvoltarea tehnologiilor informatice.
Și astfel, HDD-urile au fost înlocuite de SSD-uri — unități de stocare solide, non-mecanice și non-volatile. Primele SSD-uri au apărut pe piață în a doua jumătate a anilor 2000. Destul de repede, acestea au început să concureze cu hard disk-urile în ceea ce privește capacitatea. Însă, pentru a-și dezvălui pe deplin potențialul și avantajele în termeni de viteză și acces simultan la celule, a durat mult timp, deoarece Interfețele și protocoalele existente erau construite pe standarde vechi, destinate să suporte HDD-uri prin interfețe SATA și SCSI (SAS) chiar mai învechite.
Următoarea etapă în valorificarea potențialului memoriei nemăsurate a fost trecerea la magistralele PCI-express. Totuși, până atunci nu fuseseră dezvoltate noi standarde industriale. Și astfel, în 2012, au fost lansate primele computere care au implementat protocolul NVM-express.
Este important să subliniem că NVMe nu este un dispozitiv și nici un interfață de conectare. Este un protocol, mai exact — o specificație a protocolului de schimb de date.
De aceea, expresia „stocare NVMe” nu este complet corectă, iar comparația de tip „HDD — SSD — NVMe” este absolut greșită și îi poate induce în eroare pe utilizatorii care abia încep să se familiarizeze cu subiectul. Este corect să compari HDD-ul cu SSD-ul pe de o parte, SSD-ul conectat prin interfața SATA (conform protocolului AHCI) și SSD-ul conectat prin magistrala PCI-express folosind protocolul NVM-express, pe de altă parte. Compararea HDD-ului cu SSD-ul, probabil, nu mai interesează pe nimeni. Toată lumea înțelege diferența, iar avantajele celui din urmă sunt bine cunoscute. Totuși, merită menționate câteva (destul de evidente) avantaje. Comparativ cu hard disk-urile, unitățile cu stare solidă au dimensiuni și greutate mai mici, sunt silențioase, iar absența totală a componentelor mecanice le face mult mai rezistente la deteriorări (de exemplu, în cazul unei căderi) și chiar le crește durata de viață.
Comparația între capabilitățile SSD-urilor pe o magistrală veche și un protocol vechi și SSD-uri pe magistrala PCIe cu protocolul NVMe prezintă, în mod cert, un mult mai mare interes și va fi util tuturor celor care doresc să rămână la curent cu noutățile, celor care intenționează să cumpere un nou computer și chiar celor care caută, de exemplu, cel mai bun hosting.
Interfața SATA, așa cum s-a menționat anterior, a fost creată pentru hard disk-uri, a căror capete pot accesa fizic doar un singur celulă simultan. Nimic surprinzător, așadar, în faptul că dispozitivele SATA au doar un singur canal. Pentru SSD-uri, aceasta este o limitare semnificativă, având în vedere că unul dintre avantajele lor este suportul pentru fluxuri paralele. Controlerul SSD gestionează, de asemenea, poziționarea inițială, ceea ce reprezintă un alt avantaj important. Magistrala PCI-express asigură funcționarea multiplă, iar protocolul NVMe valorifică acest avantaj. Ca rezultat, datele stocate pe unitățile cu stare solidă sunt transmise prin 65.536 de cozi de gestionare paralele, fiecare putând conține simultan mai mult de 65.536 de comenzi. Comparativ: SATA și SCSI pot utiliza doar o singură coadă, susținând până la 32, respectiv 254 de comenzi.
În plus, vechile interfețe pentru executarea fiecărei comenzi necesită două apeluri la memoria RAM, în timp ce NVMe reușește să facă acest lucru dintr-o singură dată.
Al treilea avantaj semnificativ este gestionarea întreruperilor. Protocolul NVMe a fost dezvoltat pentru platforme moderne care utilizează procesoare multicore. Prin urmare, acesta include paralelismul în procesarea fluxurilor și un mecanism optimizat pentru gestionarea cozii și a întreruperilor, ceea ce permite obținerea unui nivel mai înalt de performanță. Cu alte cuvinte, atunci când apare o comandă cu prioritate mai mare, execuția acesteia începe mai repede.
Numeroase teste efectuate de diverse organizații și experți demonstrează că viteza de operare a SSD-urilor NVMe este în medie de 5 ori mai mare decât cea a SSD-urilor conectate prin vechile interfețe.
Acum, să discutăm despre accesibilitatea SSD-urilor implementate pe PCIe cu protocol NVMe. Aici nu se vorbește doar de costuri. Prețul unei astfel de implementări este încă semnificativ mai mare, deși prețurile pentru componentele de calcul sunt cunoscute că sunt ridicate doar la începutul vânzărilor și tind să scadă destul de rapid.
Este vorba despre soluții constructive, despre ceea ce în limbajul profesional se numește „factor de formă”. Cu alte cuvinte, în ce formă sunt fabricate aceste componente de către producători. În prezent, pe piață există trei factori de formă.
Primul Așa se numește «NVMe SSD». Este o placă de expansiune care se conectează în aceleași sloturi ca și placa grafică. Pentru un laptop, aceasta nu este potrivită. Totuși, nici pentru multe computere de birou, deoarece din ce în ce mai multe sunt construite pe plăci de bază compacte, unde sloturile PCIe sunt adesea două sau chiar unu (care este de obicei ocupat de placa grafică).
Al doilea factor de formă — U2. La exterior, seamănă cu un hard disk obișnuit, dar este mult mai mic. U2 este de obicei folosit pe servere, așa că un utilizator obișnuit probabil că nu ar trebui să-l achiziționeze.
Al treilea — M2. Acesta este cel mai dezvoltat factor de formă. Este folosit activ în laptopuri, iar de curând este implementat și pe unele plăci de bază pentru computere de birou. Cu toate acestea, atunci când achiziționați un M2, trebuie să fiți foarte atenți, deoarece în acest factor de formă încă se produc și SSD-uri SATA.
Cu toate acestea, atenția este necesară și atunci când evaluați oportunitatea achiziției oricărui dintre factorii de formă menționați. La început, ar trebui să evaluați dacă laptopul sau placa de bază a PC-ului dumneavoastră are sloturile necesare. Și chiar dacă le are, este procesorul suficient de puternic, deoarece un procesor slab nu vă va permite să simțiți avantajele SSD-ului. Dacă aveți toate acestea și în plus operați frecvent cu mari volume de date, fără îndoială, NVMe SSD este ceea ce aveți nevoie.
În numele publicității
— este exact despre serverele virtuale ale companiei noastre.
Folosim deja de mult timp exclusiv unități de stocare servere rapide de la Intel, nu economisim pe hardware, doar echipamente de marcă și unele dintre cele mai bune centre de date din Rusia și UE. Grăbiți-vă să verificați 😉
Sursa: habr.com
