Známý příběh. Jakmile se objevují mocnější počítače, jakmile se zvyšuje výkon procesorů a kapacita pamětí, uživatel si s úlevou povzdechne – „teď už mi všechno stačí, nemusím se omezovat a šetřit“, téměř okamžitě se objeví nové potřeby, které berou čím dál více prostředků, nového softwaru, který si také „neodkračuje“. Věčný problém. Nekonečný cyklus. A nekonečné hledání nových řešení. Cloudová úložiště, neuronové sítě, umělá inteligence – je těžké si představit, jak obrovských výkonů tyto technologie vyžadují. Ale nelámejme si hlavu, protože pro každý úkol se dříve či později najde řešení.
Jedním z takových řešení se stal protokol NVM-express, který, jak říkají odborníci, způsobil revoluci ve využívání pevných pamětových médií. Co je to NVMe a jaké výhody přinesl?
Rychlost práce počítače do značné míry závisí na rychlosti čtení dat z paměťových médií a na rychlosti zpracování příkazů. Ať už je operační systém jakkoli výkonný, všechno může zhatit běžný pevný disk, který způsobuje zpoždění programů při otevírání nebo «přemýšlení» při provádění objemných úloh. O tom, že HDD prakticky vyčerpal svůj potenciál pro zvyšování kapacity ukládání informací, ani nemluvě, stal se perspektivně bezvýznamným. A mechanický disk už vůbec zastaral a zpomalil rozvoj počítačových technologií.
A tak na místo HDD přicházejí SSD – pevné paměti, energii nezávislé nemekanické paměťové jednotky. První SSD disky se objevily na trhu ve druhé polovině 2000. let. Poměrně brzy začaly soupeřit s pevnými disky co do objemu. Ale plně odhalit svůj potenciál a výhody v rychlosti a paralelním přístupu k buňkám nemohly dlouho, protože stávající rozhraní a protokoly byly postaveny na starých standardech navržených pro podporu HDD skrze rozhraní SATA a ještě starší SCSI (SAS).
Nasledujúcim krokom v odhaľovaní potenciálu energonezávislej pamäte bolo prechod na zbernice PCI-express. Ale pre ne v tom čase ešte neboli vyvinuté nové priemyselné štandardy. A tak v roku 2012 prichádzajú na trh prvé počítače, v ktorých je implementovaný protokol NVM-express.
Mali by sme si hneď všimnúť, že NVMe nie je zariadenie ani rozhranie jeho pripojenia. Je to protokol, presnejšie – špecifikácia protokolu na prenos dát.
Preto nie je úplne správne používať spojenie „zariadenie NVMe“, a porovnanie typu „HDD – SSD – NVMe“ je absolútne chybné a zavádza používateľa, ktorý sa iba zoznamuje s touto témou. Správne je porovnávať HDD so SSD na jednej strane, SSD pripojené cez rozhranie SATA (podľa protokolu AHCI) a SSD pripojené cez zbernicu PCI-express s využitím protokolu NVM-express na druhej strane. Porovnávať HDD so SSD už pravdepodobne niekoho veľmi nezaujíma. Všetci chápu rozdiel a sú im dobre známe výhody posledne menovaného. Snáď len poznamenať niektoré (veľmi výrazné) výhody. V porovnaní s tvrdými diskami majú SSD menšiu veľkosť a hmotnosť, sú tiché, a úplná absencia mechanických súčiastok ich robí mnohonásobne odolnejšími voči poškodeniam (napríklad pri páde) a predlžuje ich životnosť.
Porovnanie možností SSD so starou zbernicou a starým protokolom a SSD na zbernici PCIe s protokolom NVMe, bez pochýb, predstavuje oveľa väčší záujem a bude užitočné pre všetkých, ktorí sa radi informujú o novinkách, pre tých, ktorí sa chystajú kúpiť nový počítač, a dokonca aj pre tých, ktorí hľadajú najlepší hosting.
Rozhranie SATA, ako už bolo spomenuté, bolo vytvorené pre pevné disky, ktorých hlava môže fyzicky pristupovať len k jednej bunke naraz. Niet divu, že v zariadeniach SATA je len jeden kanál. Pre SSD je to žalostne málo, pretože jednou z ich výhod je podpora paralelných tokov. Ovládač SSD tiež riadi počiatočné polohovanie, čo je ďalšia zásadná výhoda. Zbernica PCI-express umožňuje viac kanálov a protokol NVMe tohto benefit využíva. V dôsledku toho sú údaje uložené na pevných stavových diskov prenášané cez 65 536 paralelných čakacích radov, pričom každý z nich môže obsahovať viac ako 65 536 príkazov. Porovnajte: SATA a SCSI môžu používať iba jednu radu, ktorá podporuje až 32 a 254 príkazov, resp.
Navyše staršie rozhrania na vykonanie každého príkazu vyžadujú dva prístupy k operačnej pamäti, zatiaľ čo NVMe to dokáže za jeden prístup.
Tretia zásadná výhoda spočíva v práci s prerušením. Protokol NVMe bol vyvinutý pre moderné platformy používajúce viacjadrové procesory. Preto obsahuje paralelnosť spracovania tokov a optimalizovaný mechanizmus správy čakácich radov a spracovania prerušenia, čo zabezpečuje vyššiu úroveň výkonu. Inými slovami, ak sa objaví príkaz s vyššou prioritou, jeho vykonanie začne rýchlejšie.
Rôzne testy, ktoré uskutočnili rôzne organizácie a odborníci, dokazujú, že rýchlosť práce SSD NVMe je v priemere 5-krát vyššia ako pri pripojení SSD cez staré rozhrania.
Teraz o tom, či sú SSD implementované na PCIe s protokolom NVMe dostupné pre všetkých. A nejde len o cenu. Cena takýchto implementácií je zatiaľ výrazne vyššia, hoci ceny počítačových komponentov sú na začiatku predaja spravidla vysoké a majú tendenciu k pomerne rýchlemu znižovaniu.
Ide o konštrukčné riešenia, to, čomu sa v profesionálnej terminológii hovorí „formát“. Inými slovami, v akej forme sú tieto komponenty vyrábané výrobcami. V súčasnosti na trhu existujú tri formáty.
Prvý Tento typ sa nazýva "NVMe SSD". Predstavuje si rozšírenú kartu a pripojuje sa do tých istých slotov ako grafická karta. Pre notebooky nie je vhodný. Rovnako ako pre mnohé stolné počítače, pretože čoraz viac z nich je zostavených na kompaktných základných doskách, kde sú sloty PCIe zvyčajne len dva alebo jeden (ktorý je zvyčajne obsadený grafickou kartou).
Druhý formát — U2. Na pohľad pripomína bežný pevný disk, ale je oveľa menší. U2 sa zvyčajne používajú na serveroch, preto by si ho bežný používateľ pravdepodobne nemal kupovať.
Tretí — M2. Tento formát sa najviac rozvíja. Aktívne ho používajú v notebookoch a nedávno bol už implementovaný aj na niektorých základných doskách pre stolné počítače. Avšak pri kúpe M2 je potrebné byť veľmi opatrný, pretože v tomto formáte sa ešte stále vyrábajú aj SATA SSD.
Avšak pozornosť je nutná aj pri posudzovaní potrebnosti zakúpenia niektorého z uvedených formátov. Na začiatok by ste mali zhodnotiť, či váš notebook alebo základná doska PC obsahujú potrebné sloty. A aj keď ich máte, je dostatočne výkonný procesor vo vašom počítači, pretože slabý procesor vám aj tak nedovolí pocítiť výhody SSD. Ak toto všetko máte a navyše často pracujete s veľkými objemami dát, určite, NVMe SSD — to je to, čo potrebujete.
Na základe reklamy
— je presne o virtuálnych serveroch od našej spoločnosti.
Už dávno používame výlučne rýchle serverové úložiská od Intelu, nešetríme na hardvéri, len značkové vybavenie a jedno z najlepších dátových centier v Rusku a EÚ. Nezabudnite skontrolovať 😉
Zdroj: habr.com
