Что такое память NVMe? Разъяснение памяти NVMe

Энергонезависимая экспресс-память (NVMe) — это новый протокол передачи данных, разработанный для памяти твердотельных накопителей. Хотя SATA (Serial Advanced Technology Attachment — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации) остается отраслевым стандартом для протоколов хранения данных, он не разрабатывался специально для флеш-памяти, такой как твердотельные накопители, и не оснащен преимуществами памяти NVMe. В конечном итоге, твердотельные накопители SSD с памятью NVMe заменят твердотельные накопители с интерфейсом SATA в качестве нового отраслевого стандарта.

NVMe или SATA

Один из простых способов сравнения NVMe и SATA — это представлять их в виде гоночных трасс, поскольку они используются для передачи данных с твердотельного накопителя в ЦП. Твердотельный накопитель SSD — это гоночный автомобиль Формулы 1 по хранению данных, в то время как диски с технологией вращения больше похожи на старый семейный седан. Твердотельный накопитель может перемещаться только с такой скоростью, которую обуславливает дорога, по которой он движется. Если вы поставите автомобиль Формулы 1 на гоночную трассу (NVMe), он будет двигаться при своим максимальном потенциале, но если вы едете по старой грунтовой дороге, полной камней (SATA), его движение должно замедлиться.

Твердотельные накопители SSD NVMe компании Kingston

Компания Kingston предлагает несколько твердотельных накопителей SSD, использующих протоколы NVMe. Чтобы ознакомиться с последним ассортиментом наших предложений, просмотрите приведенный ниже раздел о продукции сходного типа. Хотя твердотельные накопители NVMe работают значительно быстрее, чем твердотельные накопители SATA, между ними все еще имеются различия. Некоторые изделия могут поддерживать скорости начального уровня NVMe, а другие могут поддерживать новейшие стандарты PCIe Gen4, обеспечивающие исключительную производительность на новейших процессорах.

Совместимость аппаратного оборудования с NVMe

Однако перед покупкой твердотельного накопителя NVMe необходимо учесть несколько моментов. Совместима ли вообще ваша система с протоколом NVMe? В вашей компьютерной системе вам нужно обратить внимание на две вещи: встроенный установочный разъем M.2 и поддержку протокола памяти NVMe. Сверьтесь со страницей продукта для вашего компьютера, чтобы узнать, размещен ли в нем установочный разъем M.2. Далее, вам нужно проверить, поддерживает ли ваша системная плата твердотельные накопители NVMe. В некоторых системных платах, которые поддерживают этот протокол, он не всегда может указываться как NVMe. Вместо этого он может называться «режимом PCIe» (PCIe mode). В идеале должен иметься более простой способ определения того, может ли ваша компьютерная система поддерживать протокол памяти NVMe, однако, к сожалению, его пока нет. Вам просто нужно обратиться на веб-сайт с информацией о вашей системной плате или использовать Google для поиска подобной информации и выяснения, так ли это.

Совместимость NVMe с операционными системами

Наряду с совместимостью с аппаратным обеспечением, вы должны учитывать и совместимость с ОС. Последние версии Linux, Windows, Chrome OS и Mac OS поддерживают протокол памяти NVMe, однако Apple не позволяет проводить модернизацию своего аппаратного обеспечения на большинстве своих последних моделей, поэтому это может оказаться невозможным для пользователей компьютеров Mac. Программное обеспечение для клонирования в настоящее время также совместимо с накопителями NVMe. Компания Kingston использует программное обеспечение Acronis True Image, которое поставляется со многими твердотельными накопителями компании Kingston. См. страницы продукта для получения информации о прилагаемом программном обеспечении. Большинство других основных программ для клонирования были обновлены для включения возможности поддержки протокола памяти NVMe.

#KingstonIsWithYou

Что такое NVMe у твердотельных накопителей SSD

• Компьютерный магазин
• Блог
• Статьи на тему: Диски HDD и твердотельные SSD

Автор статьи: Сергей Коваль (koval@andpro. ru)

Опубликовано: 12 мая 2021

Разбираемся, что обозначает аббревиатура NVMe в названии твердотельных накопителей и для чего нужны NVMe SSD

NVMe или NVM-Express – это протокол передачи информации между твердотельным накопителем и другими компонентами системы с использованием линий PCI-Express. Он создан специально для SSD с целью повышения скорости обмена данными, а, следовательно, и производительности системы.

Существуют ошибочные мнения, что NVMe – это интерфейс подключения твердотельных накопителей формата M.2 или даже его форм-фактор. Это не строгая ошибка, а всего лишь понятный вариант обозначения протокола для простоты восприятия широким кругом пользователей.

Протокол NVMe стал эволюционным шагом после предыдущего стандарта передачи данных с использованием контроллера AHCI со скоростью чтения 550 МБ/с и скоростью записи 330 МБ/с.

Протокол NVMe позволяет добиться скоростей чтения до 984,6 МБ/с по четырем каналам PCI Express, что в сумме дает 3,94 ГБ/с для версии pci-e 3.0 и до 7,8 ГБ/с для версии pci-e 4.0 при использовании четырех линий.

Пользовательские SSD с протоколом NVMe появились в 2012 году. А корпоративные твердотельные накопители увидели свет годом позже в виде серверных дисков форм-фактора U-2 от компании Samsung. Привычный нам накопитель NVMe SSD в форм-факторе М.2 был представлен публике в 2015 году и получил невероятную популярность в сегменте производства ноутбуков.

Преимущества протокола NVMe

Накопители SSD существенно отличаются от обычных жестких дисков HDD скоростями записи и чтения. Но накопители с поддержкой протокола NVMe обеспечивают максимальный уровень производительности за счет следующих опций:

Увеличение очереди команд и количества самих очередей

Спецификация NVMe предусматривает одновременное использование до 65 535 очередей с количеством команд в очереди до 65 535. При этом накопитель способен самостоятельно оптимизировать очереди, выставляя приоритеты для повышения быстродействия.

На самом деле на сегодняшний день для домашних и рабочих компьютеров такие высокие способности не востребованы, однако в корпоративной среде они позволяют значительно улучшить сервис хранения данных.

Одновременная работа с многоядерными процессорами или процессорными системами

Эта опция отвечает за такой показатель производительности систем как параллелизм. Каждое ядро центрального процессора способно управлять несколькими очередями команд, а за приоритет задач отвечает технология управления прерываниями.

Сокращение задержек

Эта опция реализована написанием специального набора команд для SSD с протоколом NVMe, который призван убрать задержки запросов и оптимизировать время, затрачиваемое процессором на их реализацию.

Увеличение эффективности связки SSD-RAM

Для чтения данных с массива твердотельного накопителя с протоколом AHCI от оперативной памяти требовалось два запроса. Протокол NVMe использует только один запрос размером 4 Кб. Это существенно увеличивает скорость взаимодействия оперативной памяти и твердотельного накопителя, особенно при запросах на небольшие объемы информации.

Преимущества при использовании в серверах

Наибольшая эффективность протокола NVMe прослеживается в работе серверов и дата-центров, поскольку преимущества реализуются только при высоких уровнях загрузки. NVMe SSD существенно повышают пропускную способность систем, снижают вероятность экстренной перезагрузки серверов и повышают защищенность системы от DDoS-атак.

Эффективное обслуживание

Благодаря алгоритмам, разработанным специально под протокол NVMe поддерживается стабильная и непрерывная работа твердотельных накопителей даже во время тестирования системы. Все процедуры по управлению работой сервером происходят без отключения пользователей. Также разработчиками предусмотрена возможность горячей замены проблемного накопителя без падения общего качества услуг.

Недостатки твердотельных накопителей с протоколом NVMe

Протокол NVMe, реализованный в твердотельных накопителях обладает и некоторыми недостатками:

Первым и самым очевидным минусом NVMe SSD является высокая стоимость единицы хранения информации, даже по сравнению с SSD на интерфейсах SATA и SAS, не говоря уже о самом бюджетном и распространенном варианте – HDD. И если в случае с домашним компьютером переход на новый формат сопровождается одноразовыми затратами, которые не перегрузят бюджет, то перевод сервера на твердотельные накопители NVMe может привести к необходимости повышения абонентской платы за услуги до двух раз.

Второй особенностью, которую стоит учитывать при установке твердотельного накопителя с протоколом NVMe является существенный нагрев. Современные материнские платы предусмотрительно имеют отдельный радиатор на интерфейсе PCI-Express для накопителей формата М.2. В случае с сервером владельцу придется позаботиться об усилении эффективности охлаждения системы.

Еще одним моментом, который стоит учесть, является повышенное потребление энергии. В случае с настольным ПК этот фактор особого значения для схемы питания не имеет. Но владельцам серверов опять-таки придется полностью пересмотреть систему электропитания серверного оборудования.

Но самым существенным недостатком при комплектации серверов является ограниченное кол-во подключаемых накопителей. Поскольку диски NVMe завязаны на шину PCI-e, кол-во прямых подключений как правило составляет не более 8 накопителей на процессор и 24 – на систему. В то же время топологии SAS/SATA позволяют через экспандеры задействовать более 240 дисков на одну систему, даже выделив для этого всего лишь один слот PCI-Express.

Кому нужны диски NVMe

Из вышесказанного Вы уже поняли, что твердотельные накопители, работающие по протоколу NVMe – действенный, но не бюджетный способ повысить производительность серверных систем, обеспечив многопоточность и высокую скорость выполнения запросов.

С необходимостью установки SSD NVMe в домашние ПК дело обстоит немного сложнее. Оптимальным будет его использование под установку операционной системы и рабочих программ, особенно если пользователь увлекается профессиональной обработкой фото и видеоматериалов. А вот скорость работы игр не измениться. Максимум, чего можно добиться установкой игровых приложений на массив диска NVMe – это ускоренная на несколько секунд процедура запуска игры. Сам же игровой процесс в большей степени определяется производительностью видеокарты, центрального процессора и оперативной памяти.

Короткое видео о презентации твердотельного накопителя WD Blue SN550 NVMe, который обеспечивает скорость более чем в 4 раза выше лучших твердотельных накопителей с интерфейсом SATA.

• Все посты
• KVM-оборудование (equipment)
• Powerline-адаптеры
• Безопасность (security)
• Беспроводные адаптеры
• Блоки питания (power supply)
• Видеокарты (videocard)
• Видеонаблюдение (CCTV)
• Диски HDD и твердотельные SSD
• Дисковые полки (JBOD)
• Звуковые карты (sound card)
• Инструменты (instruments)
• Источники бесперебойного питания (ИБП, UPS)
• Кабели и патч-корды
• Коммутаторы (switches)
• Компьютерная периферия (computer peripherals)
• Компьютеры (PC)
• Контроллеры (RAID, HBA, Expander)
• Корпусы для ПК
• Материнские платы для ПК
• Многофункциональные устройства (МФУ)
• Модули памяти для ПК, ноутбуков и серверов
• Мониторы (monitor)
• Моноблоки (All-in-one PC)
• Настольные системы хранения данных (NAS)
• Ноутбуки (notebook, laptop)
• Общая справка
• Охлаждение (cooling)
• Планшеты (tablets)
• Плоттеры (plotter)
• Принтеры (printer)
• Программное обеспечение (software)
• Программное обеспечение для корпоративного потребителя
• Проекторы (projector)
• Процессоры для ПК и серверов
• Рабочие станции (workstation)
• Распределение питания (PDU)
• Расходные материалы для оргтехники
• Расширители Wi-Fi (повторители, репиторы)
• Роутеры (маршрутизаторы)
• Серверы и серверное оборудование
• Сетевые карты (network card)
• Сетевые фильтры (surge protector)
• Сканеры (scanner)
• Телекоммуникационные шкафы и стойки
• Телефония (phone)
• Тонкие клиенты (thin client)
• Трансиверы (trensceiver)
• Умные часы (watch)

404: Страница не найдена

Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует.

Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы приносим свои извинения за доставленные неудобства.

Что я могу сделать сейчас?

Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся. Вот куда вы можете пойти отсюда:

Поиск

• Узнайте последние новости.
• Наша домашняя страница содержит самую свежую информацию о технологиях хранения данных.
• Наша страница «О нас» содержит дополнительную информацию о сайте, на котором вы находитесь, SearchStorage.
• Если вам нужно, свяжитесь с нами, мы будем рады услышать от вас.

Просмотр по категории

SearchDisasterRecovery

• Trilio Continuous Restore нацелен на более быстрое восстановление

  Обновление Trilio 3.0 для своего TrilioVault для Kubernetes включает общедоступное непрерывное восстановление и добавленную поддержку…

• Как планы обеспечения непрерывности бизнеса подходят для атаки программ-вымогателей?

  Восстановление — не единственный приоритет при атаке программ-вымогателей. Тщательное планирование, обучение и координация между ИТ-командами имеют решающее значение для…

• Создайте план обеспечения непрерывности бизнеса при наводнениях, чтобы оставаться на плаву

  В случае наводнения не соглашайтесь на размытые планы действий. Загрузите наш бесплатный шаблон плана обеспечения непрерывности бизнеса при наводнениях, чтобы…

SearchDataBackup

• Calamu и партнер Wasabi предлагают безопасность хранения данных

  Calamu и Wasabi объединили Calamu Protect с облачным хранилищем Wasabi Hot Cloud Storage, которое уже доступно.

• Commvault Metallic добавляет архив в облачный сервис

  Компания Commvault добавила автономную облачную службу архивирования файлов и объектов в свою SaaS Metallic, чтобы помочь справиться с ростом неструктурированных данных …

• Veritas Alta переносит управление корпоративным резервным копированием в облако

  Veritas Alta планирует перенести полный набор продуктов Veritas Technologies для резервного копирования в облако с вариантами покупки SaaS . ..

SearchDataCenter

• Серверы Dell PowerEdge следующего поколения предназначены для рабочих нагрузок HPC

  Последнее поколение серверов Dell PowerEdge на базе процессора AMD EPYC в два раза быстрее, чем предыдущее поколение, с …

• Включите VXLAN в центры обработки данных для повышения скорости сети Сети

  VXLAN обеспечивают изоляцию сети и позволяют организациям более эффективно масштабировать сети центров обработки данных. Рассмотрите VXLAN для расширения…

• HPE обновляет серверы ProLiant в комплекте с лицензией GreenLake

  HPE добавила еще один вариант программного обеспечения и услуг с новыми серверами ProLiant с GreenLake, улучшенным программным обеспечением для обеспечения безопасности и …

Что такое хранилище NVMe? | Pure Storage

Выберите свой регион

Выберите свой регион

Что такое NVMe?

NVMe (экспресс энергонезависимая память) — это протокол передачи данных для быстрого доступа к данным с устройств флэш-памяти, таких как твердотельные накопители (SSD).

Быстрая, высокопроизводительная и массивно-параллельная базовая спецификация NVMe позволяет флэш-памяти напрямую взаимодействовать с компьютером через высокоскоростную шину PCIe Interconnect Interconnect Express.

Расширения спецификации NVMe, поддерживаемые NVM Express, также доступны для различных протоколов сетевой передачи, включая TCP, Fibre Channel и InfiniBand.

В этой статье мы расскажем, что такое NVMe, как он работает и какую большую роль он играет в центре обработки данных.

Как работает NVMe?

Спецификация NVMe описывает высокопроизводительный протокол передачи для подключения флэш-памяти к хост-компьютерам. Вот как работает NVMe:

1. Хост записывает очереди отправки команд ввода-вывода и регистры дверных звонков (т. е. сигналы готовности).
2. Контроллер NVMe извлекает и выполняет очереди команд ввода-вывода и возвращает хосту очереди завершения ввода-вывода, за которыми следует прерывание.
3. Хост записывает очереди завершения ввода-вывода и очищает дверной регистр.

Конечным результатом является значительное снижение накладных расходов по сравнению с традиционными протоколами передачи, такими как SAS и SATA.

Кроме того, NVMe оптимизирован для неравномерного доступа к памяти (NUMA). Это означает, что он был разработан, чтобы позволить нескольким ядрам ЦП управлять очередями.

Сложите все вместе, и мы получим спецификацию, в которой используются массивно-параллельные пути передачи данных с малой задержкой NVMe без традиционных затрат на преобразование команд NVMe.

Преимущества хранилища NVMe

Основные преимущества хранилища NVMe:

• Более высокая скорость передачи данных (55-180 IOPS для жестких дисков по сравнению с 3K-40K IOPS для твердотельных накопителей)
• Более высокая скорость передачи данных
• Соединения без блокировки, которые предоставляют каждому ядру ЦП доступ к выделенной очереди для каждого твердотельного накопителя
• Массивный параллелизм с очередями более 64 КБ для операций ввода-вывода

Хранилище NVMe по сравнению с твердотельным накопителем SATA

Традиционно твердотельные накопители NVMe подключаются к ЦП контроллера через Serial ATA (SATA), который представляет собой интерфейс компьютерной шины, изначально представленный для жестких дисков (HDD). Ранние твердотельные накопители были разработаны для работы с SATA просто для того, чтобы воспользоваться преимуществами повсеместного распространения этой технологии. Сегодня PCIe является предпочтительным физическим интерфейсом для твердотельных накопителей. Протокол передачи NVMe позволяет производителям использовать преимущества технологии SSD при взаимодействии через PCIe.

Что такое NVMe поверх фабрик (NVMe-oF)?

NVMe-oF — это практика подключения систем хранения NVMe к хостам по сети или фабрике данных. Структура данных просто относится к сетевой архитектуре, протоколу передачи и другим технологиям и службам, которые обеспечивают беспрепятственный доступ к данным и управление ими в этой сети. Речь идет о расширении возможностей NVMe с низкой задержкой и производительностью через PCIe на сети хранения данных (SAN) с помощью стандартов, совместимых с NVMe, для популярных протоколов передачи, таких как Ethernet, Fibre Channel и TCP.

Спецификация NVMe over Fabrics (NVMe-oF) была создана и в настоящее время поддерживается NVM Express, открытым набором стандартов для технологий энергонезависимой памяти. Давайте подробнее рассмотрим протоколы передачи NVMe, поддерживаемые этим стандартом.

Что такое NVMe по оптоволоконному каналу (NVMe/FC)?

NVMe over Fibre Channel (также известный как NVMe/FC или NVMe-FC) — это протокол высокоскоростной передачи для подключения систем хранения NVMe к хост-устройствам через фабрики. Он поддерживает быструю упорядоченную передачу необработанных блочных данных между устройствами хранения NVMe в сети без потерь.

Первоначальный протокол Fibre Channel (FCP) был разработан для передачи команд SCSI по сетям Fibre Channel. Он стал доминирующим протоколом, используемым для соединения серверов с общими системами хранения. Хотя для подключения серверов к устройствам хранения NVMe можно использовать традиционный протокол FCP, при преобразовании команд SCSI в команды NVMe для массива NVMe возникает неизбежное снижение производительности.

NVMe/FC поддерживает передачу собственных команд NVMe, устраняя это узкое место при переводе. Это раскрывает весь потенциал FCP в качестве транспортной технологии для сквозных решений хранения NVMe, включая параллелизм, глубокие очереди, создание нескольких очередей и высокоскоростную передачу данных.

Что такое NVMe через TCP (NVMe/TCP)?

NVMe over TCP (NVMe/TCP) — это протокол передачи с малой задержкой, который позволяет использовать стандартное сетевое оборудование Ethernet TCP/IP с хранилищем NVMe.

TCP/IP — это протокол передачи по умолчанию, используемый в Интернете, с помощью которого сообщения разбиваются на пакеты, чтобы избежать повторной отправки всего сообщения в случае нарушения обслуживания. Являясь расширением спецификации NVMe-oF, NVMe/TCP позволяет отправлять команды NVMe, используя те же пакеты передачи протокола TCP/IP, которые вы используете для передачи других типов данных.

Простота подключения и низкая стоимость стандартного Ethernet делают его экономичным решением для подключения устройств хранения NVMe через фабрику данных. Ethernet также обеспечивает более широкий диапазон сетевых скоростей и очередей для передачи данных по сравнению с традиционным iSCSI.

Почему NVMe жизненно необходим для модернизации вашего центра обработки данных?

В условиях все более сложного рынка больших данных уже недостаточно для поддержания конкурентного преимущества — они также должны быть быстрыми. И как сделать большие данные быстрыми? Вы начинаете в серверной комнате.

Переход с жестких дисков на твердотельные накопители — хорошее начало, но это только одна часть головоломки сети хранения данных (SAN). Протокол передачи, межсоединения и сетевая архитектура также играют важную роль в общей скорости вашей системы хранения.

Это означает замену устаревших технологий, таких как SCSI с последовательным подключением (SAS), на NVMe/PCIe и NVMe поверх фабрик (NVMe-oF). Существует неотъемлемое преимущество использования протокола передачи, специально разработанного для взаимодействия с технологиями хранения NVMe.

Традиционные системы хранения данных используют каналы SAS от своих процессоров контроллера к твердотельным накопителям. Поскольку SCSI — это устаревший протокол, предназначенный для дисков, каждое соединение ядра ЦП с твердотельным накопителем ограничено адаптером главной шины SAS (HBA) и синхронизированной блокировкой. Это последовательное узкое место сдерживает флэш-массивы, которые не используют преимущества более новых протоколов, таких как NVMe.

Pure Storage® FlashArray™ был специально разработан для преодоления этого узкого места SAS. NVMe обеспечивает массовый параллелизм с очередями до 64 КБ и безблокировочными соединениями, которые могут предоставить каждому ядру ЦП выделенный доступ к очереди для каждого твердотельного накопителя.

Зачем выбирать Pure Storage для хранилища NVMe?

Pure Storage использует повышенную скорость передачи собственных протоколов передачи NVMe для предоставления высокопроизводительных решений для хранения данных на флэш-дисках.

Разработанные снизу вверх, чтобы максимально использовать потенциал хранилища NVMe, решения Pure включают:

• DirectFlash® Fabric:  Обеспечивая производительность, близкую к DAS, DirectFlash Fabric предлагает надежность корпоративного класса и услуги по обработке данных.
• Evergreen™:  Наш портфель подписок на «хранилище как услуга» позволяет вам обновлять оборудование без перерывов в работе, без простоев, миграций и снижения производительности.
• Pure1®:  Наша платформа сервисов данных на основе искусственного интеллекта обеспечивает прогнозную аналитику, которая помогает выявлять ошибки и устранять узкие места до того, как они возникнут.
• Purity:  Искусственный интеллект Purity абстрагирует сложность управления центром обработки данных, предоставляя вам простую панель управления для полного контроля над вашими данными.
• Portworx® : Portworx, самая полная платформа служб данных Kubernetes, предоставляет полностью интегрированное решение для постоянного хранения, защиты данных, аварийного восстановления и многого другого для контейнерных рабочих нагрузок.

Все решения Pure используют хранилище NVMe, чтобы раскрыть весь потенциал флэш-памяти. Давайте подробнее рассмотрим базовые аппаратные решения от Pure.

Корпоративные решения NVMe для файлового, объектного и блочного хранилища

Pure Storage предлагает локальные решения на основе флэш-памяти для всех ваших потребностей в блочном, файловом и объектном хранилище:

• FlashArray//X : оптимизированный по производительности массив на флэш-дисках для приложений блочного хранения уровня 0 и уровня 1
• FlashArray//XL : высочайшая производительность в петабайтном масштабе для самых ресурсоемких рабочих нагрузок
• FlashArray//C : Флеш-массив с оптимизированной емкостью для приложений блочного хранения уровня 2
• FlashBlade® : масштабируемое сетевое хранилище (NAS) на базе флеш-накопителей для хранения файлов и объектов

Pure Storage использует повышенную скорость передачи данных NVMe для предоставления решений для хранения данных на флэш-дисках, которые могут поддерживать самые требовательные рабочие нагрузки блочного, файлового и объектного хранилища.