著名故事。 一旦更强大的计算机出现，一旦处理器的性能和存储介质的容量增加，用户就长舒一口气——“现在我什么都够用了，我不用再挤压和节省了”，那么新的需求几乎立即出现，占用了越来越多的资源。新软件也“不否认自己的任何东西”。 永恒的问题。 无限循环。 以及对新解决方案的无休止的探索。 云存储、神经网络、人工智能——很难想象这些技术需要多大的力量。 但我们不要沮丧，因为任何问题迟早都会有解决方案。
其中一种解决方案是 NVM-express 协议，正如专家所说，它彻底改变了固态非易失性存储器的使用。 什么是 NVMe？它带来了哪些好处？
计算机的速度很大程度上取决于从介质读取数据的速度和处理命令的速度。 无论操作系统整体性能有多高，普通硬盘都可能破坏一切，导致程序在打开时变慢或在执行大型任务时“思考”。 更不用说HDD实际上已经耗尽了其增加信息存储容量的潜力，因此变得毫无希望。 而机械传动则更加落伍，减缓了计算机技术的发展。
现在 HDD 已被 SSD 取代——固态硬盘，非易失性非机械存储设备。 第一批 SSD 驱动器于 2000 年代下半叶出现在市场上。 很快它们就开始在容量方面与硬盘竞争。 但长期以来，他们无法充分发挥其在速度和并行访问单元方面的潜力和优势，因为现有的接口和协议是根据旧标准构建的，旨在通过 SATA 甚至更古老的 SCSI (SAS) 接口支持 HDD 驱动器。
释放非易失性存储器潜力的下一步是过渡到 PCI-express 总线。 但那时尚未为它们制定新的工业标准。 2012 年，第一批实现 NVM-express 协议的计算机发布。
您应该立即注意以下事实：NVMe 不是设备或其连接接口。 这是一种协议，或者更准确地说，是数据交换协议的规范。
因此，“NVMe 驱动器”这个短语并不完全正确，像“HDD - SSD - NVMe”这样的比较绝对是错误的，并且会误导刚刚熟悉该主题的用户。 一方面比较 HDD 与 SSD，另一方面比较通过 SATA 接口（通过 AHCI 协议）连接的 SSD 和使用 NVM-express 协议通过 PCI-express 总线连接的 SSD 是正确的。 任何人都可能不再对 HDD 与 SSD 进行比较感兴趣。 大家都明白其中的区别，也都清楚后者的好处。 只是要注意一些（非常引人注目的）优点。 与硬盘驱动器相比，固态驱动器的尺寸和重量更小，静音，并且完全没有机械驱动器，这使得它们的抗损坏能力（例如跌落时）增强了许多倍，并且简单地延长了其使用寿命。
比较具有旧总线和旧协议的 SSD 的功能以及具有 NVMe 协议的 PCIe 总线上的 SSD 的功能肯定更有趣，并且对于每个习惯于跟上新产品的人以及那些想要使用新产品的人来说都非常有用。打算购买一台新计算机，甚至是那些正在寻找最佳托管服务的人。
正如已经提到的，SATA 接口是为硬盘驱动器创建的，硬盘驱动器的磁头一次只能物理访问一个单元。 SATA 设备只有一个通道并不奇怪。 对于 SSD 来说，遗憾的是这还不够，因为它们的优点之一是支持并行流。 SSD控制器还控制初始定位，这是另一个显着优势。 PCI-express总线提供多通道操作，NVMe协议实现了这一优势。 因此，存储在 SSD 上的数据通过 65 个并行控制队列进行传输，每个队列可以同时容纳超过 536 个命令。 比较：SATA和SCSI只能使用一个队列，分别支持最多65个和最多536个命令。
此外，旧接口需要两次访问 RAM 才能执行每个命令，但 NVMe 设法一次性完成此操作。
第三个显着的优势是在中断的情况下工作。 NVMe 协议是为使用多核处理器的现代平台开发的。 因此，它包括线程的并行处理，以及用于队列和中断处理的优化机制，从而实现更高水平的性能。 换句话说，当出现更高优先级的命令时，它的执行速度会更快。
各组织和专家进行的大量测试证明，NVMe SSD的运行速度比通过旧接口连接SSD时平均高出5倍。
现在我们来谈谈基于NVMe协议的PCIe上实现的SSD是否可供所有人使用。 这不仅仅是成本的问题。 就价格而言，此类销售仍然明显较高，尽管已知计算机组件的价格仅在销售之初较高，并且往往会很快下降。
我们正在谈论建设性的解决方案，用专业语言通常称为 “构成因素”。 换句话说，这些部件是由制造商以什么形式生产的。 目前市场上有 三种外形尺寸.
第一 这就是所谓的“NVMe SSD”。 它是扩展卡，连接到与视频卡相同的插槽。 这不适合笔记本电脑。 然而，对于许多台式电脑来说，由于越来越多的台式电脑组装在紧凑型主板上，主板上往往有两个甚至一个PCIe插槽（通常被显卡占用）。
第二种外形尺寸 -U2。 从外观上看，它类似于普通硬盘，但尺寸要小得多。 U2通常用在服务器上，所以一般用户不太可能购买。
第三-M2。 这是最先进的外形尺寸。 它在笔记本电脑中被广泛使用，最近它已经在一些台式电脑主板上实现。 然而，购买 M2 时您应该非常小心，因为 SATA SSD 仍然以这种外形尺寸生产。
然而，在评估为自己购买任何上述外形尺寸的可行性时，也需要小心。 首先，您应该评估您的笔记本电脑或 PC 主板是否有必要的插槽。 即使是，您的计算机是否拥有足够强大的处理器，因为较弱的处理器仍然无法让您体验 SSD 的好处。 如果您拥有这一切，并且还经常处理大量数据，那么 NVMe SSD 无疑就是您所需要的。
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来源： habr.com