Phenquestions
Жорсткий диск (HDD). Магнітний та механічний прядильний привід вважається застарілим запам'ятовуючим пристроєм. Це існує з середини 20 століття. Жорсткі диски виготовляються з рухомих частин, які частіше спричиняють несправність пристрою. В даний час доступними є фактори форми 3.5 ”і 2.5-дюймові жорсткі диски. Сучасні жорсткі диски використовують стандартний інтерфейс SATA (Serial Advanced Technology Attachment), який замінив вже застарілі стандарти IDE (Integrated Drive Electronics) та PATA (Parallel Advanced Technology Attachment).
Твердотільний накопичувач (SSD). SSD - це нове покоління запам'ятовуючих пристроїв, яке зберігає інформацію у флеш-пам'яті. Він виконує ті самі функції HDD, тільки швидше. На відміну від HDD, навряд чи він вийде з ладу, оскільки немає рухомих частин. Твердотільні накопичувачі використовують інтерфейс SATA або PCIe (Peripheral Component Interconnect Express).
Отже, де вкладається NVMe? Щоб краще зрозуміти NVMe, давайте спочатку дізнаємося про відмінності між інтерфейсом SATA та PCIe.
SATA проти PCIe
SATA та PCIe є носіями інтерфейсу для внутрішніх запам'ятовуючих пристроїв. SATA використовується як для жорстких дисків, так і для твердотільних дисків, тоді як новіший PCIe використовується для твердотільних дисків.
Жорсткий диск є найповільнішим серед апаратних компонентів комп'ютерів. Щоб не відставати від швидкості інших компонентів, було абсолютно необхідним замінити стандарти IDE та PATA на більш швидкий інтерфейс, SATA.
SATA - це і роз’єм, і стандарт шини. Роз'єм SATA підключає жорсткі та твердотільні диски до шини SATA материнської плати комп'ютера. Цей простий роз’єм мав декілька розробок, і його остання ітерація - SATA III широко використовується в сучасних жорстких дисках і твердотільних дисках. SATA III має швидкість передачі даних 600 МБ / с і використовує AHCI (вдосконалений інтерфейс хост-контролера) для зв'язку з пристроями SATA. AHCI був розроблений явно для обертових жорстких дисків, але оскільки при його розробці не існувало стандарту для дисків SATA, AHCI було схвалено для роботи з SATA. Хоча AHCI був сумісний з накопичувачами SATA, він не повністю оптимізував потенціал флеш-накопичувачів через низьку швидкість передачі даних. Крім того, необхідний контролер SATA для AHCI для зв'язку з дисководом SATA, що ще більше уповільнює передачу даних. Потім виробники дослідили інші інтерфейси, які можуть забезпечити більш швидкі швидкості передачі даних.
PCIe - це високошвидкісний стандарт шини розширення, який замінив старі та повільніші стандарти шини PCI, PCI-X та AGP. Він використовувався в основному для графіки, Wi-Fi та Ethernet карт. PCIe має пряме підключення до центрального процесора, що значно прискорює швидкість передачі даних. На відміну від SATA, PCIe не вимагає контролера між приводом і центральним процесором для передачі даних туди-сюди. PCIe також має інші вражаючі переваги, такі як нижча затримка, масштабована продуктивність, збільшення вводу-виводу до 40 смуг на сокет процесора та низька потужність.[1] PCIe 3.0 - це останнє покоління PCIe і має швидкість передачі 985 МБ / с на смугу і може складатися з 16 смуг. Ці чудові атрибути PCIe роблять його ідеальним слотом для твердотільних накопичувачів. Але одного ще не вистачає; стандарт зв'язку між твердотільними накопичувачами та інтерфейсом PCIe. Це коли NVMe потрапляє в картину.
Чи використовує NVMe PCIe?
Існує велика плутанина між NVMe та PCIe, оскільки ці два слова часто використовуються як взаємозамінні. В інших випадках SSD і NVMe розглядаються як два різні накопичувачі. Але що саме таке NVMe?
NVMe не є ні інтерфейсом, ні накопичувачем. В даний час це стандарт промислового зв'язку для пристроїв зберігання NVM, таких як твердотільні накопичувачі. По суті, він розроблений спеціально для твердотільних накопичувачів на базі флеш-пам'яті. Хоча PCIe є фізичним інтерфейсом, NVMe - це протокол, який управляє пристроями NVM, що використовують PCIe. Отже, він схожий на AHCI, тільки набагато швидший.
Для порівняння, AHCI має лише одну чергу команд і може відправляти 32 команди в чергу, NVMe, з іншого боку, вражає 64 тис. Черг і може відправити 64K команд в черзі. Це переважно Команди 4М загалом! На відміну від AHCI, який проходить через контролер SATA перед тим, як дані надсилаються на центральний процесор, NVMe безпосередньо спілкується з центральним процесором без потреби в будь-якому контролері. Більше того, він має понад мільйон ВГД (операцій введення / виведення в секунду) на відміну від 100 тис. AHCI. Крім того, у нього нижча затримка всього на кілька мікросекунд порівняно з 30-100 мікросекундами AHCI. Поговоримо про швидкість передачі. Як вже зазначалося, PCIe має швидкість передачі 1 Гб / с на смугу. NVMe використовує чотири смуги PCIe, що означає, що теоретично твердотільні накопичувачі NVMe мають швидкість передачі 3.9 ГБ / с.[2] Більше ніж у 6 разів швидше порівняно зі швидкістю передачі 600 МБ / с дисків SATA.
Це зроблено, NVMe є безперечним переможцем у всіх аспектах, але є один недолік - ціна. NVMe має вищу ціну, і для деяких це непрактичний вибір. SSD-накопичувачі SATA можуть відносно швидко запускати програми, передавати файли та запускати комп'ютер, але для обробки великих відеофайлів, наприклад, або в галузях, що вимагають одночасного запуску декількох програм та обробки величезних файлів, додаткові гроші витрачаються на диски NVMe це гідна виплата.
Чи використовує NVMe PCIe? Це однозначно так! NVMe працює рука об руку з PCIe для надзвичайно високошвидкісної передачі даних і є значним покращенням порівняно зі старим стандартом AHCI.
Джерела:
[1] Дж. Мец, “NVMe для абсолютних початківців”, 11 листопада 2014 р., Https: // блоги.cisco.com / datacenter / nvme-for-absolute-beginners, станом на 16 грудня 2020 р
[2] Вестрік, Том, “Що таке диски NVMe і чи варто їх купувати?”, 16 вересня 2020 р., Https: // www.howtogeek.com / 404627 / what-are-nvme-drives-and-should-you-buy-one /, доступ 16 грудня 2020 р
