NVMe, безумно бързите SSD дискове

nvme ssd диск

Т.к. SSD дисковете стават все по-използвани, вие ще чувате все по-често за енергонезависимата памет (Non-Volatile Memory Express), позната още като NVM Express, или по-често – NVMe. NVMe е комуникационен интерфейс/протокол, разработен специално за SSD дискове от консорциум на търговци, включващ Intel, Samsung, Sandisk, Dell и Seagate.

Подобно на SCSI и SATA, NVMe е предназначен да се възползва от уникалните свойства на случайния достъп и устройствата за съхранение базирани на паметта. Спецификацията също отразява подобряване на методите на по-ниска латентност на данни откакто SATA и AHCI бяха въведени.

Постиженията включват изискване само на едно съобщение за 4КВ трансфер за разлика от две и способността за обработка на множество опашки, вместо само една. Като казваме множество, имаме предвид невероятните 65 536 от тях. Това ще ускори нещата за много от сървърите обработващи множество едновременно I/O дискови искания, макар че ползата ще е по-малка за потребители на персонални компютри.

NVMe: Създаден за SSD дискове

Ако сте следили новините за SSD дисковете през последните години, не трябва да е новост за вас, че твърдотелните дискове се натъкват на значителни препядствия: наследствените шини. Serial ATA и Serial Attached SCSI (SAS) предлагат изобилие от честотни ленти за твърди дискове, но за все по-бързите SSD дискове, те са изчерпани.

Поради горната граница на SATA от 600Gbps, едно SATA SSD ще достигне до 500Мbps. Дори производителността на 12GBps SAS SSD, ще достигне около 1.5GBps. SSD технологията е способна на много повече.

SSD дисковете имат много повече общи неща с бързата системна памет, отколкото с бавните твърди дискове. Много по-удобно беше да се използва съществуващата инфраструктура за компютърно съхранение, въвеждането на SSD на относително бавните SATA и SAS.

Обединяване на съществуващите технологии

За щастие, шината с висока пропускателна способност вече е на лице – PCI Express или PCIe. PCIe е основния транспортен слой за данни за графични и други карти, както и Thunderbolt. Gen 2 предлага приблизително 500MBps на лента, а версия  3.x Gen 3, около 985MBps на лента. Ако сложите карта в x4 (четири-ленти) слота, ще имате 2GBps честотна лента с Gen 2 и почти 4GBps с Gen 3. Това е огромно подобрение.

PCIe разширителните карти като RevoDrive на OCZ, Hyperx Predator M.2/PCIe на Kingston, M6e на Plextor и други до този момент са разчитали на SCSI или SATA протоколите. Очевидно е, че е необходим нов подход.

intel-ssd-750-series-nvme-ssd

SSD 750 серията на Intel е вероятно първото NVMe устройство, което е в обсега на повечето потребители.

Едно от най-хубавите неща, относно NVM Express е, че не е необходимо да се притеснявате за драйвери. Linux има NVMe поддръжка от kernel 3.1; и Windows 8.1 и Server 2012 R2 имат вграден драйвер, а има и FreeBSD драйвер.

Въпреки това, BIOS поддръжката до голяма степен липсва. Без NVMe-осведомен BIOS, не можете да стартирате NVMe устройство, въпреки че всеки с x4 PCIe слот или М.2 конектор, може да се възползва от използването на NVMe устройство. NVMe BIOS не е техническо препядствие.

Ще видите, че много от NVMe картите използват Gen 3 PCIe слотове. Това е защото всички 2.5” NVMe SSD използват новия SFF-8639 (Small Form Factor) конектор, който е разработен специално за NVMe и SATA Express, но в момента се намират само на висок клас сървъри. Една SFF-8639 връзка разполага с четири Gen 3 PCIe ленти, два SATA порта, плюс странични канали и два 3.3V и 12V за захранване.

Има адаптери и кабели, които позволяват да свържете 2.5” NVMe SSD към М.2, но когато липсва М.2 12V канал, адаптерът черпи енергия от стандартния SATA захранващ конектор. Истинския проблем с М.2 е, че на Intel системи той обикновено се прилага след PCH (Platform Controller Hub), който разполага само с  Gen 2 PCIe. Това е така, защото PCH е разположен зад DMI (Direct Media Interface), който е ограничен до 2GBps.

Имайте предвид, че NVMe през M.2 не е 3.3 пъти по-бързо от SATA.

nvme ssd диск

XS1715 NVMe устройството на Samsung, насочено към корпоративните клиенти ще съдържа до 3.2ТВ NAND чипове.

NVMe SSD всъщност се появи на пазара лятото на 2014 с 1.6TB MZ-WEIT10 на Samsung. Intel последва примера с обявяването на PS3600 и 3700 серии NVMe SSD, които са на разположение с размери до 2ТВ. Първото потребителско NVMe устройство е Intel 750.

Реклами