重要的不僅僅是尺寸,也不僅僅是新的 NVMe 協議為我們帶來的東西

著名故事。 一旦更強大的計算機出現,一旦處理器的性能和存儲介質的容量增加,用戶就長舒一口氣——“現在我什麼都夠用了,我不用再擠壓和節省了”,那麼新的需求幾乎立即出現,佔用了越來越多的資源。新軟體也「不否認自己的任何東西」。 永恆的問題。 無限循環。 以及對新解決方案的無休止的探索。 雲端儲存、神經網路、人工智慧——很難想像這些技術需要多大的力量。 但我們不要沮喪,因為任何問題遲早都會有解決方案。

重要的不僅僅是尺寸,也不僅僅是新的 NVMe 協議為我們帶來的東西

其中一個解決方案是 NVM-express 協議,正如專家所說,它徹底改變了固態非揮發性記憶體的使用。 什麼是 NVMe?它帶來了哪些好處?

電腦的速度很大程度取決於從媒體讀取資料的速度和處理命令的速度。 無論作業系統整體效能有多高,普通硬碟都可能破壞一切,導致程式在開啟時變慢或在執行大型任務時「思考」。 更不用說HDD實際上已經耗盡了其增加資訊儲存容量的潛力,因此變得毫無希望。 而機械傳動則更加落伍,減緩了電腦科技的發展。

現在 HDD 已被 SSD 取代——固態硬碟,非揮發性非機械儲存設備。 第一批 SSD 驅動器於 2000 年代下半葉出現在市場上。 很快地它們就開始在容量方面與硬碟競爭。 但長期以來,他們無法充分發揮其在速度和並行存取單元方面的潛力和優勢,因為現有的介面和協定是根據舊標準構建的,旨在透過SATA 甚至更古老的SCSI (SAS) 介面支援HDD驅動器。 

釋放非揮發性記憶體潛力的下一步是過渡到 PCI-express 總線。 但那時尚未為它們制定新的工業標準。 2012 年,第一批實現 NVM-express 協定的電腦發布。

您應該立即註意以下事實:NVMe 不是裝置或其連接介面。 這是一種協議,或者更準確地說,是資料交換協議的規範。

因此,「NVMe 驅動器」這個短語並不完全正確,並且像「HDD - SSD - NVMe」這樣的比較絕對是錯誤的,並且會對剛剛熟悉該主題的用戶產生誤導。 一方面比較 HDD 與 SSD,另一方面比較透過 SATA 介面(透過 AHCI 協定)連接的 SSD 和使用 NVM-express 協定透過 PCI-express 匯流排連接的 SSD 是正確的。 任何人都可能不再對 HDD 與 SSD 進行比較感興趣。 大家都明白其中的差別,也都清楚後者的好處。 只是要注意一些(非常引人注目的)優點。 與硬碟相比,固態硬碟的尺寸和重量更小,靜音,並且完全沒有機械驅動器,這使得它們的抗損壞能力(例如跌落時)增強了許多倍,並且簡單地延長了其使用壽命。

比較採用舊總線和舊協議的SSD 以及採用NVMe 協議的PCIe 總線上的SSD 的功能肯定更有趣,並且對於每個習慣於跟上新產品的人以及那些想要使用新產品的人來說都非常有用。打算購買一台新計算機,甚至是那些正在尋找最佳託管服務的人。

如同已經提到的,SATA 介面是為硬碟機建立的,硬碟的磁頭一次只能物理存取一個單元。 SATA 裝置只有一個頻道並不奇怪。 對於 SSD 來說,遺憾的是這還不夠,因為它們的優點之一是支援並行流。 SSD控制器還控制初始定位,這是另一個顯著優勢。 PCI-express匯流排提供多通道操作,NVMe協定實現了這項優勢。 因此,儲存在 SSD 上的資料透過 65 個並行控制佇列進行傳輸,每個佇列可以同時容納超過 536 個指令。 比較:SATA和SCSI只能使用一個佇列,分別支援最多65個和最多536個指令。 

此外,舊介面需要兩次存取 RAM 才能執行每個命令,但 NVMe 設法一次完成此操作。 

第三個顯著的優點是在中斷的情況下工作。 NVMe 協定是為使用多核心處理器的現代平台開發的。 因此,它包括線程的並行處理,以及用於隊列和中斷處理的最佳化機制,從而實現更高水平的效能。 換句話說,當出現更高優先權的指令時,它的執行速度會更快。

各組織和專家進行的大量測試證明,NVMe SSD的運行速度比透過舊介面連接SSD時平均高出5倍。

現在讓我們來談談在基於NVMe協定的PCIe上實現的SSD是否可供所有人使用。 這不僅是成本的問題。 就價格而言,此類銷售仍然明顯較高,儘管已知電腦組件的價格僅在銷售之初較高,並且往往會很快下降。 

我們正在談論建設性的解決方案,用專業語言通常稱為 “構成因素”。 換句話說,這些零件是由製造商以什麼形式生產的。 目前市場上有 三種外形尺寸.

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第一 這就是所謂的「NVMe SSD」。 它是擴充卡,連接到與視訊卡相同的插槽。 這不適合筆記型電腦。 然而,對於許多桌上型電腦來說,由於越來越多的桌上型電腦組裝在緊湊型主機板上,主機板上往往有兩個甚至一個PCIe插槽(通常被顯示卡佔用)。

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第二種外形尺寸 ——U2。 從外觀上看,它類似於普通硬碟,但尺寸要小得多。 U2通常用在伺服器上,所以一般使用者不太可能購買。

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第三-M2。 這是最先進的外形尺寸。 它在筆記型電腦中被廣泛使用,最近它已經在一些桌上型電腦主機板上實現。 然而,購買 M2 時您應該非常小心,因為 SATA SSD 仍然以這種外形尺寸生產。

然而,在評估為自己購買任何上述外形尺寸的可行性時,也需要小心。 首先,您應該評估您的筆記型電腦或 PC 主機板是否有必要的插槽。 即使是,您的電腦是否擁有足夠強大的處理器,因為較弱的處理器仍然無法讓您體驗 SSD 的好處。 如果您擁有這一切,並且還經常處理大量數據,那麼 NVMe SSD 無疑就是您所需要的。

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來源: www.habr.com

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