Чем NVME отличается от SATA?

Обсудить
Чем NVME отличается от SATA?

С каждым годом запоминающие устройства становятся все более совершенными. В наши дни технология NVMe обеспечивает наивысшие показатели быстродействия – самые быстрые накопители используют этот стандарт.

NVM Express (NVMe, NVMHCI – от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) – новый стандарт взаимодействия с накопителем по скоростной шине PCI Express.

SATA-интерфейс, даже в своей последней генерации, не в состоянии обеспечить такую скорость передачи данных из-за внутренних ограничений. Ниже представлена таблица, в которой сопоставлены показатели производительности SSD, подключенных через интерфейс SATA и накопителей той же серии, но с поддержкой NVMe (подключенных через PCI-E).

То есть по факту изменился только интерфейс передачи данных, снявший те ограничения, в которые «упирался» более старый стандарт (SATA).

Более подробная информация о SSD-накопителях доступна в этой статье.

История появления NVMe

В 2007 году корпорация Intel анонсировала спецификацию NVMHCI, а полная версия стандарта была представлена в 2011 году. Впервые адаптеры SSD с контроллером NVMe, которые устанавливались в разъем PCI-E, произвела компания Integrated Device Technology (IDT) в 2012 году. Первый накопитель для серверов с NVMe в форм-факторе U.2 выпустила группа компаний Samsung в 2013 году. Имеются также другие форм-факторы, которые по производительности мало чем отличаются от U.2 и были созданы исключительно в коммерческих целях.

Форм-факторы NVMe

На данный момент основными являются следующие форм-факторы:

Плата расширения PCI-E 4x. Данный форм-фактор используется в серверах и ПК. Имеются также переходники PCI-E 16x, в которые можно установить 4 M.2-накопителя, но они менее распространены.

PCI-E 4x

U.2 – форм-фактор для серверов, который поддерживает выполнение горячей замены. Устройства внешне мало отличаются от обычных SATA-накопителей (разве что более массивным радиатором охлаждения), имеют ту же форму разъема, что и SATA/SAS. Это позволяет работать с ними привычным способом (установка в «старые» серверные корзины, монтаж-демонтаж).

U.2

M.2 – форм-фактор, созданный для мобильных ПК. Разъемы M.2 также часто встречаются на серверных материнских платах и платах настольных ПК. В более старых материнских платах этот разъем предназначен для установки только SATA-накопителей (или других плат расширения, например, беспроводных сетевых карт). Но в более свежих платах в этот разъем можно подключить и SSD стандарта NVMe.

M.2

Intel Ruler SSD – форм-фактор для серверов, который обладает функцией горячей замены. 

Intel Ruler SSD

Samsung NGSFF – форм-фактор для серверов, также с возможностью горячей замены. 

NGSFF

Преимущества использования SSD-накопителей с поддержкой стандарта NVMe 

Сравним производительность SSD Intel D3-S4510 (SATA) и SSD Intel P4510 (PCI-E), а также производительность виртуального сервера, диск которого размещен на SATA или PCI-E SSD:

 Характеристика  SSD D3-S4510   NVMe P4510 
 Максимальная скорость чтения  560 Мб/с  2850 Мб/с
 Максимальная скорость записи  510 Мб/с  1100 Мб/с
 Скорость произвольного чтения (4КВ)  97000 IOPS  465000 IOPS
 Скорость произвольной записи (4КВ)  35500 IOPS  70000 IOPS
 Задержка чтения  36 мкс  77 мкс
 Задержка записи  37 мкс  18 мкс
 Мощность в активном режиме  3,2 Вт  10 Вт
 Мощность в режиме ожидания  1,1 Вт  5 Вт
 Производительность CMS Битрикс Старт  36 попугаев  79 попугаев
 Скорость создания резервной копии в Битрикс   27 секунд  18 секунд
 Скорость открытия страницы  1,2 секунды  0,6 секунд

 

 

 

 

 

 

Из таблицы видно, что основными преимуществами использования накопителя NVMe являются:

  • Задержка записи у SSD с поддержкой NVMe ниже, чем у SATA SSD, что ускоряет запись данных на диск.
  • Быстрое открытие страницы и создание резервной копии по сравнению с SSD на интерфейсе SATA.
  • Большая скорость обработки данных. NVMe работает по интерфейсу PCIe, что обеспечивает максимальную скорость 3,2 ГБ/с, а это в 2-3 раза быстрее, чем у SATA SSD.
  • Возможность обработки большего количества запросов за единицу времени (IOPS), чем у SATA-SSD.

Когда стоит приобретать NVMe

В последнее время стоимость накопителей стандарта NVMe приблизилась к стоимости SSD стандарта SATA. Прежде чем приобретать накопитель, необходимо проверить системную плату устройства на предмет поддержки NVMe:

  • Есть слот М.2 и поддержка NVMe в BIOS материнской платы (возможно, стоит обновить BIOS, т.к. поддержка NVMe может быть добавлена в более свежих версиях). 
  • Есть свободный разъем PCI-E и есть поддержка NVMe в BIOS материнской платы. Скорее всего, потребуется переходник с PCI-E на интерфейс, используемый накопителем (например, M.2).

В этом случае вы наверняка получите прирост производительности, который будет заметен даже на обычном ПК (например, скорость загрузки ОС и выключения компьютера, открытия приложений, копирования данных, бОльшая отзывчивость при работе).

Комментарии