Устройства хранениях данных постоянно совершенствуются. Их производительность увеличивается. И мало кто знает, что существуют накопители NVMe.
Что это за зверь и чем он лучше обычных SSD и M.2? Об этом мы поговорим в данной статье. Но для начала стоит уделить вниманию форм-фактору каждого типа дисков. Каждый форм-фактор SSD дисков подключается по-разному к системной плате.
Содержание:
- Что такое NVMe накопители | их разъем подключения
- Какие существуют типы SSD M2 и разъемов
- Отличие накопителей NVMe и M 2
- История и NVMe дисков
Что такое NVMe и куда он подключается
NVM Express (NVMe, NVMHCI – от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) – разновидность SSD накопителей, которая подключается по шине PCI Express.
Думаю, этого объяснения будет вполне достаточно о том, что такое NVMe. Другими словами, есть несколько разновидностей твердотельных накопителей – SSD 2.5, mSATA SSD, M.2, NVMe. При этом NVMe это еще и разновидность форм-фактора M.2.
Типы накопителей M2 SSD, NVMe, HDD или mSATA — Как выбрать и в чем разница
Итак, перед тем как принять решение о покупке накопителя стоит выяснить, поддерживает ли его ваша системная плата. Понятное дело, что обычный SSD 2.5 и mSATA он поддерживать будет, но с форм-фактором M.2 немного сложнее.
В современных платах ноутбуков и обычных компьютеров стал появляться разъем M.2. Стоит проверить свою системную плату на наличие этого разъема. Он выглядит так, как показано на скриншоте.
Но и этого мало, ведь помимо наличия самого разъема он делится на несколько типов.
Какие существуют типы SSD M.2 и разъемов
SSD M.2 имеет четыре спецификации: 2230, 2242, 2260, 2280. Последний является самым используемым. Каждые две цифры типа указывают на ширину и длину модуля. Как видим, с шириной ошибиться нереально.
Итак, допустим вы нашли на системной плате разъем и выяснили, какой модуль SSD ей поддерживается нужно выяснить тип слота.
Диски M.2 работают в режиме SATA и PCI Express. Слоты имеют два ключа M и B.
Если дисковый модуль у вас работает в режиме SATA, то он будет поддерживать два ключа M и B.
Дисковый накопитель NVMe, который работает по интерфейсу PCIe имеет только один ключ – M.
На скриншоте ниже видно, что SATA SSD можно подключать практически к любому разъему, а вот M.2 NVMe при наличии на разъеме ключа «B» установить невозможно.
Всё что нужно знать про Диски M.2 SSD
Отличие накопителей NVMe и M2
Отличать или сравнивать здесь нечего, поскольку M2 – это форм-фактор SSD дисков. M.2 может подключаться как к SATA интерфейсу, так и к PCI Express (что относится к NVMe типу).
Отличия таких плат заключается лишь в поддерживаемых ключах, по которым диск будет подключаться к интерфейсу. Также отметим, что 2.5 дюймовые SSD, SATA M.2 по характеристикам практически одинаковые, потому что работают на шине SATA. Модули NVMe – работают с интерфейсом PCIe, который гораздо быстрее SATA шины.
Это интересно: Что такое SSD накопители – преимущества и недостатки
История накопителей и их совместимость
Скоростные накопители памяти появились в марте 2011 года. Разработка же велась с 2009 года. Сейчас имеются несколько версий спецификации NVMe:
- В 2014 году – NVMe 1.1b и NVMe 1.2.
- С 2015 года – NVMe 1.2a.
- В 2018 году – NVMe 1.3c.
Помимо M2 форм-факторов были и другие:
- U.2 (SFF-8639) – диски с форм фактором 2.5 дюйма, которые предназначены в основном для серверов. Имеют поддержку горячей замены, интерфейсов SATA и SAS.
- M.2 (NGFF) – компактный форм-фактор преимущественно для ноутбуков, а также стационарных компьютеров. Накопитель может быть установлен в разъем на системной плате или непосредственно в слот PCIe с помощью переходника.
- Intel Ruler SSD (EDSFF) – используется в основном на серверах и имеет поддержку горячей замены. Анонсирован в 2017 году компанией
- Samsung NGSFF – очередной форм-фактор для серверных накопителей. Используется, как альтернатива дискам 2.
Говоря о совместимости, стоит обратить внимание на одну немаловажную вещь. Производители системных плат могут, например, установить слот M2, поддерживающий ключ «M». Естественно, любой накопитель будет работать.
Но бывают такие моменты, когда системная плата поддерживает только один режим SATA или NVMe. Это тоже необходимо знать при покупке дисков нового поколения.
Необходимо с вашего компьютера зайти в BIOS и найти настройки, отвечающие за режим работы дисков данного формата. Обычно настройка называется «M.2 Configuration». Если вы откроете режимы работы этой опции и там будет SATA и PCIE mode, тогда устройство будет работать с любыми дисками формата M2.
Как выбрать NVMe накопитель и нужно ли
Пока что лидирующие позиции занимают HDD диски. Да, они медленные, но у многих объемы данных превышают даже 500 Гб, а значит для хранения вполне подойдет и обычный жесткий диск на пару ТБ.
Говоря о NVMe – это накопители, которые примерно в 2-3 раза быстрее обычных SSD, но даже твердотельные накопители не каждый может себе позволить. Что тут говорить о гиперсупер быстрых дисках. В любом случае цена как на SSD, так и на NVMe постепенно снижается. Выбор диска зависит от того для каких целей вы будете его применять. В целом можно выбивать из линеек Samsung, Intel, ADATA, Kingston и других.
Давайте посмотрим результаты поиска в интернете через Google и посмотрим, какие же цены нам предлагают за такие накопители.
Это интересно: Как выбрать SSD накопитель
SAMSUNG 970 EVO MZ-V7E250BW 250Гб
Основные характеристики вы можете найти в интернете. Диск имеет максимальные скорость чтения – 3400 Мб/с и скорость записи 1500 Мб/с. Впечатляет неправда ли? Диск на 250 Гб и стоит 5560 рублей. В принципе для системы такой себе позволить можно.
INTEL Optane 900P SSDPED1D480GASX 480Гб
Этот накопитель на 480 Гб подключается уже в слот PCIe. Скорости чтения и записи у него 2500 / 2000 Мб/с. Стоит все это добро 41000 рублей. Для обычного пользователя, которые работает за ПК дома вряд ли понадобится такой диск. Если только он не запускает свой мини-сервер.
GIGABYTE PCl Express 512 Гб PCI-Express 3.0
А вот здесь уже диск на 512 Гб, с более высокими показателями скорости чтения и записи. Но самое интересное, что стоит он намного дешевле предыдущего варианта. Всего за 10900 вы получите этого красавца.
В интернет-магазинах техники вы можете найти разные варианты накопителей с разными ценами. Есть варианты 128 и 120 Гб за 2 тысячи и выше. Ищите лучшие варианты под свои нужды, изучайте внимательно характеристики, попробуйте найти обзоры, чтобы убедится в реальных показателях накопителя, либо проведите тесты сами.
Теперь вы знаете, что такое NVMe накопители SSD и какие их разновидности существуют.
Источник: computerinfo.ru
SSD NVMe: всё о современных высокопроизводительных SSD-накопителях PCI-E
Привет, друзья. Кто из постоянных читателей интересуется компьютерным железом наверняка просматривал цикл публикаций сайта о комплектации игровых сборок ПК на базе актуальных комплектующих 2019 и 2020 года с разным бюджетом.
В этих статьях одним из важных критериев выбора комплектующих компьютера мы определили наличие на его борту SSD-накопителя нового стандарта NVMe – накопителя, работающего через интерфейс PCI-E и поддерживающего технологию передачи данных NVMe. Последняя обеспечивает обработку большего, по сравнению со старым протоколом передачи данных AHCI, количества запросов за единицу времени (IOPS).
И, соответственно, мы имеем значительно большую скорость работы SSD-накопителя. Насколько эта скорость значительна? И какие нюансы нам необходимо знать, если мы захотим добавить на борт своего ПК накопитель SSD NVMe? Давайте во всём разбираться.
SSD NVMe: всё о современных высокопроизводительных SSD-накопителях PCI-E
Что такое SSD NVMe
Итак, друзья, SSD NVMe – это твердотельные накопители нового стандарта. Как упоминалось, они работают через интерфейс PCI-E, тогда как обычные накопители подключаются через интерфейс SATA. Как и обычные SATA SSD, накопители SSD NVMe – это устройства флеш-памяти с типами памяти MLC, TLC, QLC.
Так, SATA SSD, подключённые через интерфейс SATA III, работают в рамках пропускной способности этого интерфейса и обладают линейной скоростью считывания данных, если брать по максимуму, немногим свыше 500 Мб/с, а скоростью записи данных – свыше 400 Мб/с. Накопители же SSD NVMe могут выдавать в разы большие линейные скорости обработки данных. На интерфейсе PCI-E 3.0 у них максимальная линейная скорость чтения может быть до 3500 Мб/с, а максимальная линейная скорость записи – до 3300 Мб/с. Примером накопителя, выдающим на PCI-E 3.0 такие скорости обработки данных, является популярный Samsung 970 EVO Plus. На интерфейсе же PCI-E 4.0 максимальные линейные скорости чтения могут достигать 7000 Мб/с, записи — 5000 Мб/с.
Если мы захотим купить себе SSD NVMe, при выборе накопителя этого типа достаточно на торговой интернет-площадке установить фильтр «NVMe». И мы получим перечень моделей SSD-накопителей с поддержкой технологии NVMe. Но в характеристиках мы столкнёмся ещё с некоторыми идентифицирующими параметрами, в которых будет фигурировать M2. Иногда указываемый как интерфейс и форм-фактор.
Иногда сам тип накопителей SSD может в фильтрах значится как М.2 NVMe. И так же именуется его интерфейс.
А иногда в качестве интерфейса будут указываться расширенные параметры – поколения и линии PCI-E, они же будут представлены в качестве отдельных фильтров.
Что значат эти идентифицирующие параметры SSD NVMe?
Интерфейс
Интерфейс подключения SSD NVMe – PCI-E через аппаратный разъём М.2.
Как и SATA SSD, накопители SSD NVMe универсальные, могут быть подключены к разным типам компьютерных устройств – ПК, ноутбукам, ультрабукам.
У интерфейса подключения SSD NVMe PCI-E есть разновидности – поколения (версии) и число линий PCI-E: PCI-E 3.0 2х, PCI-E 3.0 4x, PCI-E 4.0 4x.
Интерфейс PCI-E 3.0 2x – это третье поколение и две линии передачи данных, реализован в бюджетных накопителях. Одна линия способна пропускать данные на максимальной скорости почти 1 Гб/с (985 Мб/с), следовательно, две линии будут работать с суммарной скоростью немногим менее 2 Гб/с.
Интерфейс PCI-E 3.0 4x – это то же третье поколение и 4 линии передачи данных. Если каждая из линий передаёт данные на максимальной скорости чуть менее 1 Гб/с, то все линии дадут максимальную скорость чуть меньше 4 Гб/с. Это самая актуальная на сегодняшний день разновидность интерфейса PCI-E SSD-накопителей, она позволяет раскрыть потенциал самых быстрых из них.
Интерфейс PCI-E 4.0 4x – это уже четвёртое поколение PCI-E и 4 линии передачи данных. И это интерфейс будущего. Одна линия этого поколения передаёт данные с максимальной скоростью немногим менее 2 Гб/с. Следовательно 4 линии смогут обеспечить передачу данных с максимальной скоростью немногим менее 8 Гб/с (точнее 7,88 Гб/с).
Потенциал интерфейсов SSD может ограничиваться интерфейсами, реализованными на материнских платах. Поэтому если не на перспективу замены материнской платы, то брать SSD NVMe с более быстрым PCI-E, тогда как на материнке реализован более медленный, нет смысла. Накопители с большим числом линий и более нового поколения совместимы с интерфейсами на материнских платах раннего поколения и с меньшим числом линий.
Это всё, что касается непосредственно интерфейса накопителей SSD NVMe. Что же касается М.2, то это аппаратный разъём подключения и форм-фактор накопителей NVMe.
Разъём подключения М.2
Как аппаратный разъём М.2 являет собой слот в материнской плате ПК или в ноутбуке для крепления и подключения накопителей с форм-форм-фактором М.2. Соответственно, для возможности использования SSD NVMe материнская плата должна предусматривать аппаратный разъём М.2 с интерфейсом PCI-E.
Аппаратный разъём М.2 обеспечивает возможность повышенной производительности SSD-накопителей при пониженном потреблении системных ресурсов, что важно для портативных устройств. Также М.2 имеет потенциал – он предусматривает технологическое усовершенствование твердотельных накопителей в будущем. У него утапливаемое крепление в разъёмах материнских плат, что избавляет нас от необходимости использования шлейфа передачи данных и кабеля питания. И, соответственно, убирает из числа возможных проблем с носителями таковые из-за шлейфа передачи данных или кабеля питания.
Примечание: друзья, о подключении SSD M.2 PCI-E к компьютеру настройке работы накопителя в BIOS смотрите в статье сайта «Как подключить SSD M.2 к компьютеру».
Размеры SSD М.2
Тип 2230 для накопителей длиной 30 мм;
Тип 2242 для накопителей длиной 42 мм;
Тип 2260 для накопителей длиной 60 мм;
Тип 2280 для накопителей длиной 80 мм;
Тип 22110 для накопителей длиной 110 мм.
Современные материнские платы обычно поддерживают несколько типов форм-фактора.
Разная длина накопителей М.2 обусловлена разной их вместимостью. Чем длиннее форма SSD, тем больше микросхем Nand в него поместится. Т.е., чем больше длина накопителя, тем он больше в объёме.
Технология NVMe
NVMe (Non-Volatile Memory Express) – это программное решение на уровне базовой прошивки компьютера (BIOS), технология, обеспечивающая взаимодействие накопителя с остальными компонентами компьютерной системы. NVMe – это ещё одна составляющая в довесок к разъёму подключения М.2 и интерфейсу PCI-E, обеспечивающая высокую производительность SSD. NVMe — это самая передовая на сегодняшний день технология передачи данных, она делает возможным работу SSD на указанных выше линейных скоростях обработки данных:
чтение – до 3500 Мб/с, запись – до 3300 Мб/с на интерфейсе PCI-E 3.0;
чтение – до 7000 Мб/с, запись – до 5000 Мб/с на интерфейсе PCI-E 4.0
NVMe поддерживает многопоточность, формируя множественные очереди команд для обработки данных многоканальным контроллером накопителя в параллельном режиме. NVMe соединяет процессор и накопитель напрямую, без посредников. Тогда как у SATA-устройств, работающих со старым протоколом передачи данных AHCI, есть промежуточные звенья — SATA-контроллер и транслятор SATA-команд, преобразующий принятые в AHCI обращения к ячейкам памяти в запросы данных из страниц флеш-памяти. Технология NVMe изначально разработана для SSD с учётом их особенностей, с акцентом на параллельный доступ и минимизацией задержек.
Друзья, SSD M.2 и SSD NVMe – это не всегда одно и то же. SSD NVMe является SSD М.2, поскольку существует в форм-факторе М.2 и имеет разъём подключения М.2. А вот SSD М.2 может не быть SSD NVMe и поставляться без поддержки технологии NVMe, а с поддержкой устаревшего протокола AHCI. Обычно это накопители с интерфейсом PCI-E 2.0, созданные на заре эпохи накопителей типа М.2, такие устройства выдают меньшую скорость обработки данных. Такие накопители ещё называют M.2 NGFF, их мало в продаже, их практически вытеснили с рынка SSD NVMe.
Технология NVMe может быть реализована только для SSD PCI-E, для SSD SATA она недоступна. Накопители с интерфейсом PCI-E 3.0 и 4.0 практически все с технологией NVMe.
Материнская плата с поддержкой SSD NVMe
SSD NVMe с каждым днём становятся доступнее массам. Цены на накопители с интерфейсом PCI-E 4.0, конечно, кусаются, но накопители с интерфейсом PCI-E 3.0 стоят на уровне хороших SSD SATA. Проблема SSD NVMe заключается больше в поддержке слота М.2 PCI-E и технологии NVMe материнскими платами ПК и ноутбуками. Это только новые устройства, выпущенные не ранее 2015 года. Только материнские платы ПК и ноутбуки, выпущенные не ранее 2015 года нативно предусматривают подключение SSD NVMe. Нативная поддержка SSD NVMe материнской платой включает:
Поддержку слота М.2 PCI-E одного или нескольких;
Реализацию для М.2 интерфейса PCI-E 3.0 4x или PCI-E 4.0 4x, актуальных на сегодняшний день, а, соответственно, поддержку ключа M;
Поддержку типа форм-фактора М.2 в зависимости от длины накопителя (2242, 2260, 2280, 22110);
Поддержку технологии NVMe на уровне BIOS;
Все эти нюансы, друзья, нужно смотреть в спецификациях материнской платы ПК или ноутбука. Вот, например, спецификации поддержки SSD-накопителей одной из современных материнок Asus.
Всё это очень тонкие нюансы, детально о них можете узнать в статье сайта «Как узнать, есть ли M.2 на компьютере». Здесь же лишь, друзья, в завершение статьи отмечу, что если у материнской платы нет разъёма М.2, то SSD PCI-E с этим форм-фактором можно подключить к обычному разъёму PCI-E с использованием специального адаптера-переходника.
С помощью адаптера-переходника мы сможем подключить к системе и SSD AHCI, и SSD NVMe. Но вот установить Windows и загружаться в дальнейшем с накопителя SSD NVMe сможем не в каждом случае. Для этой возможности в BIOS UEFI материнской платы должна быть активна технология NVMe. Если её нет, BIOS UEFI можно попытаться обновить.
Возможно, в обновлении базовой прошивки производитель материнской платы реализовал поддержку драйверов NVMe. Но, увы, не всегда помогает обновление с использованием ПО на официальном сайте производителя материнки, иногда BIOS нужно перепрошивать с использованием модифицированной версии. ПО для модифицированной перепрошивки необходимо искать на сторонних ресурсах, ну и, соответственно, друзья, это всегда будет определённый риск.
Поддержку NVMe лучше реализовать путём комплексного апгрейда – если у вас базовая начинка ПК в хорошем состоянии, вы можете продать связку «материнка + процессор + кулер + оперативная память» на вторичном рынке и приобрести такую же связку нового поколения. Ну и, соответственно, в этой связке материнская плата должна быть с поддержкой SSD NVMe и интерфейса как минимум PCI-E 3.0 4x. Как вообще выбрать материнскую плату для современного ПК, смотрите в статье сайта «Как выбрать материнскую плату ПК в 2022 году».
Друзья, больше информации о SSD NVMe — информации в контексте сравнения этих накопителей с обычными SSD SATA — смотрите в статье «SSD NVMe или SSD SATA: какой выбрать накопитель». Также рекомендую к прочтению статью «Типы интерфейса SSD», в ней детально описывается отличия разъёма М.2 для интерфейсов PCI-E и SATA. Также можете глянуть все публикации сайта о твердотельных накопителях SSD.
Источник: remontcompa.ru
Технология NVMe — характеристики, особенности и перспективы
Твердотельные накопители (или SSD) с недавних пор стали стандартом качества на потребительском и профессиональном рынке компьютерного оборудования. По данным аналитиков агентства TrendFocus, в 2020 году SSD-диски впервые обошли HDD по числу единиц, поставленных на мировой рынок.
Однако, технологии передачи данных, которые изначально применялись в SSD, перестали отвечать современным требованиям к скорости обработки массивов информации. Помещение флеш-памяти в форм-факторы механических жёстких дисков и использование старых интерфейсов ради обратной совместимости налагало серьезные ограничения на твердотельные накопители. Чтобы задействовать весь потенциал технологии, крупные игроки IT-индустрии создали NVM Express — новый стандарт высокопроизводительного интерфейса для SSD.
В этом обзоре мы подробно разберем, что представляет собой спецификация NVM Express. Расскажем, в каких форм-факторах она представлена, а также что значит применение нового стандарта подключения накопителей для бизнеса в практическом плане.
Что такое NVMe
Аббревиатура NVM Express (NVMe, NVMHCIS) расшифровывается как «спецификация интерфейса хост-контроллера энергонезависимой памяти». Эта технология позволяет задействовать особые преимущества накопителей, основанных на флеш-памяти типа NAND и 3D XPoint (Intel Optane).
Предпосылки создания
До NVM Express SSD-устройства подключались к компьютерам с помощью интерфейсов Serial ATA (SATA) или SAS, которые использовали режим работы AHCI для передачи данных. Эта технология разрабатывалась для традиционных механических жёстких дисков и имела существенные физические ограничения на скорость одновременной передачи данных, а также на время, необходимое для произвольного доступа к памяти.
К концу 2010-х технологическое развитие SSD-дисков упёрлось в лимиты пропускной способности интерфейса SATA. Максимальная скорость передачи данных шины составляла 6 Гбит/с или 750 Мбайт/с. А, с учётом системных издержек — не более 550 Мбайт/с.
Производители устройств для профессиональных и продвинутых пользователей смогли обойти ограничение, путём подключения SSD через интерфейс PCI Express. Однако эта стратегия позволила решить проблему со скоростью лишь частично.
Как появилась технология NVMe
Изначально спецификация NVMe была призвана упростить процесс тестирования того, как аппаратное ПО взаимодействует с энергонезависимой памятью по шине PCI Express. Позже технология стала промышленным стандартом для основных форм-факторов (U.2, M.2, AIC, EDSFF), в которых выпускаются SSD-диски.
Дорожная карта развития спецификаций NVM Express / Источник: nvmexpress.org
Протокол NVMe был анонсирован общественности в 2007 году на форуме разработчиков компании Intel. Первая рабочая версия спецификации (1.0) вышла в марте 2011 года, а текущая (2.0a) датируется июлем 2021.
Сегодня развитием технологии занимается большое международное сообщество компаний и разработчиков, которое было основано в 2014 году.
Поддерживаемые ОС
NVM Express поддерживают все основные операционные системы. Microsoft добавила встроенную поддержку NVMe в Windows 8.1 и Server 2012 R2 в октябре 2013 года. Также были выпущены модификации для Windows 7 и Server 2008 R2, доступные через Центр обновления Windows (Windows Update).
Apple добавила совместимость с OS X Yosemite версии 10.10.3 в апреле 2015 года. Поддержка NVMe в Linux реализована в марте 2012 года, начиная с ядра 3.3. С февраля 2015 года она доступна в дистрибутиве Chrome OS.
Поддержка NVMe накопителей есть в OpenBSD 6.0, NetBSD-current, FreeBSD 10.2, DragonFly BSD 4.6, а также в Oracle Solaris 11.2 и в таком ответвлении OpenSolaris как illumos. Совместимость VMware появилась в vSphere 6.0. Естественно, следующие версии этих продуктов (Windows 10, OS X 10.4 Mojave и т. д.) сохраняют поддержку NVM Express.
В чём разница между SSD и NVMe дисками
Улучшенная архитектура
Высокопроизводительные твердотельные накопители NVMe не имеют ограничений на пропускную способность, которая присуща стандартам SATA/SAS и AHCI, разработанным ещё для традиционных жёстких дисков. В традиционных дисках для чтения/записи множества файлов головка должна молниеносно перемещаться от одного участка пластины к другому. Хотя кэширование и другие ухищрения маскируют это, традиционные диски эффективно работают лишь с одним файлом одновременно.
В результате в традиционном стандарте AHCI предусмотрена только одна очередь и максимум 32 команды в ней. Поскольку у твердотельных дисков такого ограничения нет (как и головки), эта наследственная характерная черта AHCI только ухудшает их работу. NVMe разрешает до 65535 очередей и до 65536 команд в каждой (так предусмотрено спецификацией, хотя практическое использование потребует соответствующий контроллер).
К тому же, NVMe накопитель позволяет 2048 MSI-X прерываний, а AHCI — только одно такое прерывание в режиме без управления. У NVMe также снижены системные издержки: параметры команд в 4 Кбайт выполняются за одно чтение памяти, а не за два, как у AHCI. Кроме того, выполнение параллельных инструкций не требует синхроблокировки.
Повышенная производительность
Концепция протокола NVMe ориентирована на максимальное использование преимуществ твердотельной флеш-памяти для достижения лучшей производительности.
На относительную производительность твердотельных дисков влияют многие факторы — тип флеш-памяти, контроллер, прошивка. Чтобы точно понять, как на данной фактор влияет использование NVM Express, нужно сопоставить важнейшие функциональные параметры (например, скорость записи и чтения) у аналогичных моделей без этой технологии и с ней.
Вот, например, беспристрастное сравнение моделей WDS100T2B0B и WDS100T2X0C. Это относительно свежие диски SSD от Western Digital ёмкостью 1 Тбайт, выполненные на одной и той же технологии 3D TLC NAND.
Первый — это SATA/AHCI-диск со скоростью последовательного чтения/записи 560 и 530 Мбайт/с соответственно. Его IOPS — число операций ввода-вывода в секунду — 95 000 для произвольного чтения и 84 000 для записи.
Второй же жесткий диск SSD выполнен на шине PCIe/NVMe. Его последовательная скорость чтения — 3400 и записи — 2800 Мбайт/с, а аналогичные произвольные параметры — 500 000 и 400 000 IOPS.
Совместимость стандартов
Ранние SSD на PCI Express использовали AHCI, либо собственную спецификацию. В первом случае сохранялись все недостатки производительности при произвольном чтении/записи. Во втором, работа устройства сильно зависела от изготовителя или даже конкретной модели одной и той же марки.
Обходить нетипичные стандарты подобных дисков приходилось с помощью особых драйверов. В результате, накопители было сложно использовать в роли загрузочного диска Windows или Linux, если производитель не поддерживал данные ОС.
NVM Express избавился от подобных проблем с помощью общего дискового интерфейса с единой спецификацией драйверов.
Разнообразие форм-факторов
Традиционные жёсткие диски обычно поставлялись в форм-факторах 2,5 или 3,5 дюймов, а SSD — в формате 2,5 дюйма с разъемом mini-SATA (mSATA). У NVMe-дисков появилось большее разнообразие форм-факторов.
Самый типичный формат NVMe — M.2 имеет 22 мм в ширину и 30, 42, 80 или реже 110 мм в длину. Он сохраняет обратную совместимость с SATA. Есть и формат NF1 — это вариант M.2, рассчитанный на ЦОД и с поддержкой горячей замены аппаратного обеспечения.
У дисков интерфейса U.2 (ранее SFF-8639) формат — 2,5 дюйма. Предусмотрен специальный разъем для PCI Express. Некоторые диски сегмента хай-энд доступны только в виде плат PCI Express, обычно форм-фактора HHHL (half height, half length, «половинной высоты, половинной длины»).
Что дает применение NVMe
Приход NVM Express в отрасль сулит мощный рост производительности баз данных. В 2015-м исследователи из Университета Южной Калифорнии и Университета штата Калифорния в Сан-Хосе, сотрудничавшие с Samsung, установили, что при ядре Linux 3.14 архитектурные отличия NVMe «снижают системные программные издержки вчетверо».
Более того, они указали, что, при прямом сравнении дисков NVMe и SATA, первый «демонстрирует восьмикратный выигрыш производительности» при рабочей нагрузке на базу данных. Аналогично один NVMe-диск превосходит по производительности RAID0-массив из четырёх дисков SATA SSD «до пяти раз».
Для полу- и профессионального использования — редактирования графики или обработки видео — выгоды уже скромнее, поскольку они зависят больше от обычной скорости чтения/записи, чем от произвольных операций ввода-вывода. В этом случае восьмикратный рост производительности — как то было с базами данных — нереален.
Для подтверждения, вернёмся к приведенному ранее примеру с дисками WDS100T2B0B и WDS100T2X0C. Тесты показывают, что SSD с поддержкой NVMe дают увеличение скорости чтения в 6 раз, а записи — в 5,25 раз, по сравнению с аналогичным SATA SSD-диском.
Где используются диски NVM Express
NVMe SSD доступны в комплектациях большинства относительно современных компьютеров. Что же касается пользователей Mac, то Apple поддерживает NVMe с 2015 года, когда этот тип накопителя стал использоваться на Retina MacBook.
С 2016 года диски NVMe появились на MacBook Pro c Touch Bar. Контроллеры NVM Express поддерживаются и большинством моделей Retina iMac, начиная с середины 2017 года, а также всеми конфигурациями iMac Pro.
Новые материнские платы на PC часто оснащены разъёмами M.2 для подключения SSD. Если же нет, то доступны переходники, позволяющие подключить диски M.2 через разъёмы PCI Express. Некоторые производители поставляют их в комплекте с диском. Тем не менее, доступны и недорогие устройства-дженерики, совместимые с любым оборудованием.
Технологические перспективы и конструктивные реалии
Производительность NVMe-дисков не в последнюю зависит от версии PCI Express и доступного числа линий. Так, PCI Express 2.0 поддерживает пропускную способность 500 Мбайт/с на линию, а PCI Express 3.0 — около 985.
Старые компьютеры с PCI Express 2.0 могут использовать NVMe-диски, но большинство из них применяет четырёхлинейный интерфейс, который ограничивает теоретическую скорость до 2000 Мбайт/с. А из-за накладных потерь, она ещё и на 10-15% ниже. Получается, что достижение скорости чтения в 3400 Мбайт/с для упомянутой выше модели WDS100T2X0C на практике невозможно.
Проблема замечена у ноутбуков Lenovo линейки ThinkPad. Материнские платы некоторых моделей с процессорами Intel 8-го поколения (Kaby Lake Refresh) выделяют для SSD только две линии PCIe 3.0, хотя сами диски (в этом случае Samsung PM981) спроектированы под четыре.
Samsung оценивает скорость их чтения в 3200, а записи в 2400 Мбайт/с, однако тест ThinkPad P52s показал только 1777 и 1722 Мбайт/с, соответственно. Этот конструктивный недостаток есть у моделей E480, L480, T580 и T480. Но X280, T480s, X380 Yoga и X1 Carbon G6 уже задействуют четырёхлинейный интерфейс SSD.
Хотите, чтобы сайт работал максимально производительно? Размещайте его на VDS от Eternalhost — быстрые NVMe-диски, бесплатная защита от DDoS и бдительная техподдержка 24/7.
Источник: eternalhost.net