SSD NVMe چیست؟ کاربرد SSD NVMe

Non-Volatile Memory Express (NVMe)

آخرین رابط نرم افزار استاندارد صنعت برای SSD های PCIe است. به طور رسمی "یک رابط کنترل کننده میزبان مقیاس پذیر بهینه سازی شده است که برای پاسخگویی به نیازهای Data Center ، Enterprise و Client سیستم هایی که از درایوهای حالت جامد مبتنی بر PCI Express (PCIe) استفاده می کنند" طراحی شده است. NVMe لایه ای بین راننده دستگاه و دستگاه PCIe است که با تأکید بر مقیاس پذیری ، تأخیر کم و امنیت ، قوانین را استاندارد می کند.

استاندارد

استاندارد ساخته شده اجازه می دهد تا SSD های مدرن بتوانند با سرعت حافظه فلش کار کنند ، یک مزیت چشمگیر با نوشتن سریعتر خواندن. NVMe SSD حافظه فلش را قادر می سازد تا مستقیماً از طریق رابط گذرگاه سریال PCI Express (PCIe) اجرا شود زیرا به دلیل اتصال مستقیم به پردازنده و نه عملکرد از طریق سرعتهای محدود SATA ، پهنای باند زیادی را ارائه می دهد.

از آنجائیکه SSD ها از HHD های کندتر به عنوان ذخیره اولیه جانشین شدند ، برای دستیابی به استفاده بهینه از قابلیت های سرعت سریعتر ، به یک رابط سریع نیاز بود. به عبارت دیگر ، این یک تصویر فناوری از گذرگاه است ،  component حافظه (SSD) که برای برقراری ارتباط با کامپیوتر استفاده می شود و دقیقاً نوع جدیدی از حافظه نیست.

یک رابط و درایور ارتباطی که مجموعه ای از دستورات و مجموعه ویژگی های SSD مبتنی بر PCIe را مشخص می کند. این کارت در دو شکل ، کارت توسعه M.2 یا PCIe ، یک اتصال 2.5 اینچی U.2 وجود دارد ، اما با هر دو فاکتور شکل ، مستقیماً از طریق PCIe به جای اتصال SATA ، به طور الکتریکی به مادربرد متصل می شود.

NVMe در هر صف تا 64K دستور را پشتیبانی می کند ، اما پروتکل برای ارائه عملکرد بالا فقط به سیزده دستور نیاز دارد. این رابط برای مقیاس پذیری بالا و استقلال NVM طراحی شده است تا فناوری های نسل بعدی را قادر به تحویل ورودی / خروجی 4KB در 10 میکرو ثانیه یا کمتر ، یعنی حدود یک هزارم تأخیر درایو SATA 7200 دور در دقیقه با قدرت بالا ، کند.

مقایسه

NVMe نسبت به آخرین رابط هایی مانند Serial ATA (SATA) و Serial Attached SCSI (SAS) که برای درایوهای سخت دیسک سخت (HDD) توسعه یافته اند و حتی تاکنون با SSD جایگزین می شدند ، به دلیل استفاده از فناوری حافظه ، تاکنون مورد استفاده قرار می گرفتند. به سرعت در حال تکامل بود.

هنوز رابط ارتباطی مورد توجه قرار نگرفته است. HDD ها همچنان مورد استفاده قرار می گیرند که ظرفیت زیادی و فضای ذخیره سازی ارزان را فراهم می کنند ، در حالی که حافظه فلش قبلاً فقط در دستگاه های تلفن همراه مانند تبلت ها ، تلفن های هوشمند مورد استفاده قرار می گرفت ، اما اکنون به دلیل سرعت زیاد و نسبتاً ارزان تر نسبت به قبل از.

اگرچه معیارهای دیسک در واقع شاخص دقیقی برای عملکرد حافظه نیستند ، اما آنها خط مبنایی را برای احتمال احتمالی یک درایو و سیستم خاص ارائه می دهند. شما می توانید هنگام استفاده از NVMe تفاوت بارزی در عملکرد مشاهده کنید ، با اینکه توان خواندن / نوشتن بسیار بالاتر از درایوهای سخت و SSD های SATA کندتر نیز تا حدی عقب هستند. با ادامه کاهش قیمت جدیدترین SSD های NVMe ، این امر برای کاربران عادی رایانه های شخصی در حال عادی شدن است.

اتصال

NVMe به درایوها اجازه می دهد تا از اتصال PCI Express استفاده کنند که مزایای زیادی نسبت به رابط SATA SSD دارد که برای بسیاری از سناریوها و کاربردها عملی است. NVMe نیازی به HBA مداخله گر ندارد و می تواند به تعداد بیشتری از خطوط PCIe متصل شود. یک خط SAS با سرعت 12 گیگابایت در ثانیه کار می کند که پس از هزینه های اضافی تقریباً به 1 گیگابایت در ثانیه منقبض می شود. همچنین یک خط SATA نیمی از آن را پشتیبانی می کند ، در حالی که خط PCIe با سرعت 1 گیگابایت در ثانیه کار می کند و یک SSD استاندارد NVMe را می توان به چهار خط از این نوع متصل کرد ، تا 4 گیگابایت در ثانیه پشتیبانی می کند. بنابراین ، SATA SSD با سرعت 0.5 گیگابایت در ثانیه و NVMe SSD با حدود 3 گیگابایت در ثانیه کار می کند که شش برابر توان عملیاتی بالاتر است.

سرعت

NVMe تحت تأثیر انقباضات رابط ATA قرار نمی گیرد زیرا در قسمت بالای PCI Express مستقیماً به پردازنده متصل است. این منجر به 4 برابر سریعتر عملیات ورودی / خروجی در ثانیه (IOPs) می شود که با سریعترین گزینه SAS موجود رقابت می کند. زمان جستجو برای داده ها ده برابر سریعتر است. NVMe می تواند سرعت خواندن و نوشتن پایدار 2000 مگابایت در ثانیه را ارائه دهد ، بسیار سریعتر از SATA SSD III که 600 مگابایت در ثانیه محدود می شود. در اینجا تنگنا فناوری NAND است که به سرعت در حال پیشرفت است ، به این معنی که به زودی با NVMe احتمالاً شاهد سرعت های بالاتری خواهیم بود.

کارایی

NVMe درایوها را قادر می سازد تا از همان "استخر" خطوطی که مستقیماً به پردازنده متصل می شوند بهره مند شوند. با فراتر رفتن از چهار خط معمولی که در اکثر SSD های PCIe وجود دارد ، عملکرد مقیاس پذیر ارائه می دهد و از آنها برای عملکرد بیشتر استفاده می کند. سوکت های PCIe بیش از 25 برابر اطلاعات معادل SATA خود داده انتقال می دهند.

کم مصرف

درایوهای NVMe مقدار بسیار کمی انرژی را در حالت آماده به کار مصرف می کنند. برخی از شرکت های NVMe حالت آماده به کار کم مصرف L1.2 را در پیش گرفته اند ، به این معنی که مصرف برق زیر 2mW خواهد بود. کاهش شدید 97 درصدی نسبت به 50 میلی وات مورد استفاده توسط یک حالت L1 که امروزه به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر مصرف کم برق در حالت بیکار ، حالت های قدرت دیگری نیز برای کاربران با درجه شرکتی موجود است که می توانند از این موارد برای صرفه جویی در مصرف انرژی بهره مند شوند.

سازگاری

صرف نظر از فاکتور شکل ، NVMe مستقیماً با پردازنده سیستم ارتباط برقرار می کند و با تمام سیستم عامل های اصلی کار می کند.

امنیت

SSD های NVMe با پشتیبانی از دستورات کانتینر امنیتی مشابه دستورات کانتینر امنیتی موجود در SCSI ، راه حل های امنیتی استاندارد صنعت مانند Opal SSC و Enterprise SSC را توسط گروه محاسبات معتمد تقویت می کنند.

اشتباهات برای جلوگیری از

هر چیز خوبی با جنبه های منفی همراه است ، و مورد در اینجا با ذخیره سازی NVMe به همین منوال است که باعث بروز مشکلات عملکردی و در نتیجه افزایش هزینه و ناراحتی می شود. چند مورد از اشتباهات و خطاهای رایجی که می توان از آنها جلوگیری کرد:

1. به یاد داشته باشید ، NVMe یک رابط ارتباطی و پروتکل ذخیره سازی است ، نه یک دستگاه رسانه ذخیره سازی.

2. فضای ذخیره سازی SSD را در مرکز داده مستقر کنید ، که یک حافظه ذخیره سازی SSD را قبل از درایوهای با ظرفیت بالاتر قرار می دهد تا عملکردی مقرون به صرفه و پیشرفته ارائه دهد.

3. NVMe SSD را بر اساس قیمت قضاوت نکنید. این می تواند برای شما در استقامت ، کیفیت خدمات و بیشترین ثبات I / O هزینه داشته باشد.

4. تجزیه و تحلیل هزینه و فایده و تجزیه و تحلیل نیازهای عملکردی حجم کار برنامه توصیه می شود تا مشخص شود آیا به انتقال نیاز دارید.

5. NVMe را در بالای همان معماری که برای فلش معمولی استفاده می شود ، مستقر نکنید ، زیرا کنترل کننده سنتی فقط می تواند سطح پایین پردازش I / O را کنترل کند و تأخیر و عملکرد را ایجاد کند.

نتیجه

فناوری ذخیره سازی طی دهه گذشته به شدت پیشرفت کرده است. قبل از ظهور SSD ها ، هارددیسک ها تنها نوع ذخیره سازی بودند که قابل دسترسی بودند و سرعت آنها بسیار کند بود ، اما سیستم های آن زمان نیز آنقدرها کارآمد نبودند که به حافظه سریع تری نیاز داشته باشند. هنگامی که SSD ها آمدند ، آنها سناریوی رسانه های ذخیره سازی را با سرعت چشمگیر و ضریب شکل مناسب کاملا تغییر دادند.

با در نظر گرفتن عملکرد مثال زدنی بالقوه SSD های مبتنی بر NAND ، در واقع مشخص بود که گذرگاه و پروتکل جدید در نهایت جایگزین HHD های فرسوده یا برای آن موضوع ، SSD های SATA نیز می شود. هنوز ، از آنجا که SSD های اولیه بسیار کند و گسترده بودند ، استفاده از زیرساخت های ذخیره سازی موجود SATA عملی تر به نظر می رسید.

با نگاه کردن به NVMe در مقابل SDD ، در حالی که NVMe بسیار سریع و فن آوری عالی است ، SDD هنوز هم در رتبه اول قرار دارد - به ویژه برای تیم های ویدیویی.

در آخر پیشنهاد میکنیم این مقاله را مطالعه کنید SATA SSD چیست؟

 جهت مشاوره رایگان برای خرید با کارشناسان فروش یا فنی ما در ارتباط باشید