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

Сравнение: NVMe SSD против SATA SSD

Скоростные диски NVMe SSD появились в 2013 году, но использовать их в своей инфраструктуре мы решились только сейчас, когда не осталось сомнений в надежности технологии.

До сих пор диски SATA SSD были самым быстрым хранилищем, доступным на виртуальных серверах. Теперь NVMe SSD могут оспорить это звание. В этой статье разберемся, как работает технология NVMe, и сравним производительность разных технологий. Далее, для удобства, будем использовать сокращенный вариант названий: просто SSD для старого стандарта, NVMe — для нового.

Что такое NVMe

NVMe — это новый стандарт SSD-накопителей. Обычные SSD работают по интерфейсу SATA, который передает информацию медленнее, чем на это способен сам накопитель. NVMe работает по интерфейсу PCI Express, производительности которого хватает с головой. Диск NVMe выдает бо́льшую скорость чтения-записи данных.

Другая особенность — протокол по которому происходит взаимодействие диска с остальным компьютером. SSD используют устаревший протокол AHCI, который изначально разрабатывался для жёстких магнитных дисков. Он абсолютно не учитывает особенности работы твердотельного накопителя, ограничивает его. Для NVMe компания Intel разработала собственный интерфейс — диски стали эффективнее работать с большим количеством одновременных запросов, быстрее обращаться в оперативную память за данными. Диск NVMe обеспечивает обработку бо́льшего количества запросов в единицу времени (IOPS).

Дружественный проект 1DEDIC разместил чуть больше технических подробностей.

Тестируем скорость

Диски NVMe опережают SSD по скорости работы примерно в 2-3 раза, однако в различных режимах работы разница может быть как более, так и менее ощутимой.

Постарались оценить производительность виртуального сервера с разных сторон — не только скорость чтения-записи, но и то, как эта скорость влияет на прикладные задачи.

Тестировать и сравнивать между собой будем SSD-накопители на интерфейсе SATA3 и NVMe-накопители на интерфейсе U.2.

Тактико-технические характеристики платформы: 

• Платформа: Intel S2600WFT
• Процессор: Intel(R) Xeon(R) Gold 5115 CPU @ 2. 40GHz — 2шт.
• ОЗУ: 64 ГБ DDR4 2666Mhz
• Накопители: 

— INTEL SSD DC P4510 (SSDPE2KX010T8) на 1 Тб

— INTEL SSD D3-S4510 (SSDSC2KB019T8) на 1920 Гб по 2 шт

— система установлена на отдельный накопитель Micron 5100 PRO (MTFDDAK480TCB) на 480 Гб

• Операционная система: CentOS Linux 7 со штатным ядром — 3.10 (на момент тестирования версия ядра 3.10.0-862.14.4.el7.x86_64). Планировщик ввода-вывода — none.

Тактико-технические характеристики накопителей

 

Битрикс

Развернем стандартную редакцию CMS Битрикс Старт на двух VDS и запустим встроенный тест производительности.

Производительность движка Битрикс:

• 36 попугаев на SSD
• 79 попугаев на NVMe (больше — лучше)

Резервные копии

Владельцы крупных сайтов сталкиваются с ситуацией, когда долго создается резервная копия. Важно, чтобы нагрузка на дисковую подсистему и время выполнения дисковых операций были минимальными. Это напрямую влияет на скорость работы сервера и время открытия самих сайтов.

Попробуем создать бэкап всё того же сайта на Битрикс.

Скорость создания бэкапа в Битрикс:

• 27 секунд на SSD
• 18 секунд на NVMe (меньше — лучше)

Так ли влияет наличие быстрого NVMe-диска на скорость открытия сайта? Проверим скорость открытия сайта на Битрикс — насколько быстро он загружается из разных точек.

Скорость открытия страницы:

• 1,2 секунды на SSD
• 0,6 секунды на NVMe (меньше — лучше)

Скорость чтения/записи и количество запросов в секунду (IOPS)

Напоследок выполним основные тесты для проверки производительности диска — измерим и сравним:

• линейное чтение
• случайное чтение
• линейную запись
• случайную запись
• IOPS

 
Буду измерять показания утилитой fio при глубине очереди 16, блоками по 4K, 8K, 16K, 32K, 64K, 128K, 1M, 4M (4М не является обязательным вариантом). Условия теста исключительно синтетические, позволяют выжать из накопителей максимальные показатели.

Если хотите посмотреть все цифры — по ссылке pdf с данными в таблицах.

 

NVMe выходит на пиковую скорость линейного чтения на блоках с 1М до 4М. А SSD выходит на свой «потолок» на блоках размером в 128К и зажимается пропускной способностью шины SATA. 

В операциях же со случайным чтением SSD выходит на максимальную скорость на блоках в 128К, в то время как у NVMe картина не меняется.

В операциях линейной записи NVMe выходит на максимальную скорость уже на блоках в 8К, SSD — с 16к-32к. В операциях случайной записи картина схожая.

Примечательно, что результаты тестов подтверждают обещания производителя. А IOPS’ов получилось даже больше.

 

Заключение

По всем тестам NVMe демонстрирует уверенное преимущество над SSD. Конечно, тесты получились не очень чистыми — виртуалки с NVMe открываются на новых платформах Xeon Scalable. Они производительнее серверов Xeon E5, которые мы использовали до этого.

Опробовать мощь новой технологии можете на стандартных тарифах с диском NVMe или на Форсаже 2.0. В кластерах с этими услугами используем точно такую же платформу, как и в тестировании.

 

Было интересно?

Автор статьи Григорий Прадедов

Что такое технология NVMe SSD?

Поиск Kingston.com

Чтобы начать, нажмите «Принять» ниже, чтобы открыть панель управления файлами cookie. Затем коснитесь или щелкните кнопку «Персонализация», чтобы включить функцию чата, затем «Сохранить».

Ваш веб-браузер устарел. Обновите свой браузер сейчас, чтобы лучше работать с этим сайтом. https://browser-update.org/update-browser.html

Преимущества NVMe

Технология NVMe обеспечивает превосходное хранилище, превосходную скорость и превосходную совместимость. Поскольку NVMe использует разъемы PCIe, он передает в 25 раз больше данных, чем эквивалент SATA. Наряду с большим объемом данных команды NVMe выполняются в 2 раза быстрее, чем у драйверов AHCI. Кроме того, количество операций ввода/вывода NVMe в секунду (IOPS) превышает 1 миллион и составляет до 900% быстрее по сравнению с дисками AHCI. NVMe также напрямую взаимодействует с системным процессором, обеспечивая невероятную скорость благодаря совместимости. Диски NVMe работают со всеми основными операционными системами независимо от форм-фактора.

NVMe (Энергонезависимая память Express) — это коммуникационный интерфейс и драйвер, использующие преимущества повышенной пропускной способности PCIe. Он предназначен для повышения производительности и эффективности, обеспечивая при этом совместимость широкого спектра корпоративных и клиентских систем. NVMe был разработан для твердотельных накопителей и обменивается данными между интерфейсом хранилища и ЦП системы с помощью высокоскоростных разъемов PCIe без ограничений форм-фактора.

Протокол NVMe использует параллельные пути передачи данных с малой задержкой к базовому носителю, как в высокопроизводительных архитектурах процессоров. Это обеспечивает значительно более высокую производительность и меньшие задержки по сравнению с протоколами SAS и SATA. NVMe может поддерживать несколько очередей ввода-вывода, до 64 КБ, каждая из которых имеет 64 КБ записей. Это позволяет задачам ввода-вывода передавать больше данных быстрее, чем старые модели хранения, использующие устаревшие драйверы, такие как AHCI (расширенный интерфейс хост-контроллера). Поскольку NVMe разработан специально для твердотельных накопителей, со временем он станет новым отраслевым стандартом.

SSD-накопитель: тогда и сейчас

Шины данных передают данные внутри системы. Когда впервые появились твердотельные накопители на основе NAND, отрасли стало ясно, что необходимы новая шина и протокол.

• • Первые твердотельные накопители были относительно медленными, что делало удобным использование существующей инфраструктуры хранения SATA. Несмотря на то, что скорость шины SATA увеличилась до 16 Гбит/с, почти все коммерческие реализации шины SATA по-прежнему поддерживают скорость 6 Гбит/с.
• • Общая пропускная способность PCIe 3.0 составляет 16 Гбит/с, а пропускная способность PCIe 4.0 вдвое превышает пропускную способность PCIe 3.0. Он предлагает до 16 линий и может передавать данные со скоростью до 32 000 МБ/с, в то время как SATA III передает только до 600 МБ/с.

Решение использовать существующую шинную технологию с более высокой пропускной способностью заменило протоколы SATA на технологию PCIe. Хранилище PCIe появилось на несколько лет раньше, чем NVMe, но, поскольку предыдущие решения были узкими местами из-за старых протоколов передачи данных, таких как SATA и AHCI, его потенциал не мог быть использован в полной мере до последних лет. NVMe был решением для устранения узких мест и устранения ограничений, предлагая команды с малой задержкой и очереди 64 КБ. Несколько очередей обеспечивают более быструю передачу данных, поскольку данные записываются на твердотельные накопители разбросанно с использованием микросхем и блоков, а не на вращающиеся диски, такие как жесткие диски.

Коммуникационные драйверы: AHCI vs NVMe

Коммуникационные драйверы используются операционными системами для передачи данных на устройства хранения. Драйверы NVMe работают быстрее, чем драйверы AHCI, которые обычно используются в интерфейсах SATA.

• NVMe разработан специально для твердотельных накопителей с технологией флэш-памяти, что делает его быстрее, чем драйверы AHCI, разработанные для обычных жестких дисков с технологией вращающихся дисков.
• В то время как NVMe имеет 64 КБ очередей команд и может отправлять 64 КБ команд в каждой очереди, AHCI имеет только одну очередь команд и может отправлять только тридцать две команды в очередь.
• С драйверами AHCI команды используют высокие циклы ЦП с задержкой 6 микросекунд, в то время как команды драйвера NVMe используют низкие циклы ЦП с задержкой 2,8 микросекунд.

Драйвер NVMe связывается напрямую с системным ЦП, но AHCI должен связываться с контроллером SATA. AHCI имеет IOPS (операций ввода / вывода в секунду) до 100 000, а NVMe имеет IOPS более 1 миллиона. IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду, произносится как i-ops) — это обычное измерение производительности, используемое для сравнения компьютерных устройств хранения данных.

Форм-факторы NVMe SSD

NVMe SSD выпускаются в различных форм-факторах, и в зависимости от варианта использования или приложения требуются определенные версии.

• Персональные/клиентские продукты используют форм-факторы BGA и M.2.
• Центр обработки данных/серверные приложения используют форм-факторы M.2, U.2, U.3 и EDSFF.

EDSFF (форм-фактор твердотельных накопителей для предприятий и центров обработки данных) разрабатывается, чтобы предложить динамический диапазон форм-факторов и стандартов, которые используют один и тот же протокол (NVMe), один и тот же интерфейс (PCIe) и используют собственный граничный разъем (SFF). -TA-1002), распиновка и функции (SFF-TA-1009).

Сортировать по По умолчанию

Товаров, соответствующих вашему выбору, не найдено

5:33

Как выбрать твердотельный накопитель: SATA, 2,5 дюйма, NVMe, M.

2, PCIe, объяснение U.2

Итак, вы хотите значительно повысить скорость своего ПК с помощью обновления SSD. Но как выбрать?

3:22

Как установить твердотельный накопитель NVMe в ноутбук

Мы покажем вам каждый шаг к форматированию и очистке SSD или HDD.

4:44

PCIe Gen 4 — что это?

Мы объясняем PCIe Gen 4, как его получить и нужно ли обновлять.

4:07

Хранилище NVMe: объяснение

Мы объясняем NVMe и то, чем он отличается от предыдущих технологий накопителей, в простом для понимания видео.

Samsung 990 Pro SSD Обзор: Возвращение короля

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Достойный соперник и преемник 980 Pro

Выбор редакции

(Изображение: © Tom’s Hardware)

Аппаратный вердикт Тома

2 ТБ 990 Pro во многих отношениях является самым быстрым твердотельным накопителем, который мы тестировали. Этот высокопроизводительный накопитель PCIe 4.0 преуспевает везде, где это важно, относительно эффективен и имеет дополнительный режим повышенной мощности. Это было бы здорово внутри ПК, ноутбука или вашей PS5. Вишенкой на торте является дополнительный радиатор с RGB-подсветкой.

Плюсы

• +

  Высокая всесторонняя производительность, включая случайное чтение 4K QD1

• +

  Отличное программное обеспечение и поддержка

• +

  Варианты радиатора и RGB для немного дороже $

• +

  Стабильность, эффективность и охлаждение

Почему вы можете доверять Tom’s Hardware Наши эксперты-рецензенты часами тестируют и сравнивают продукты и услуги, чтобы вы могли выбрать лучшее для себя. Узнайте больше о том, как мы тестируем.

Samsung 990 Pro — долгожданный преемник популярного 980 Pro . Это самый быстрый из протестированных нами дисков, превосходящий даже 9-дюймовый.0121 SK hynix Platinum P41 и Western Digital (WD) SN850X . Первоначально доступный на 1 и 2 ТБ за 169 и 289 долларов соответственно, 990 Pro также будет иметь модель на 4 ТБ в следующем году. Доступный без радиатора или с радиатором RGB, 990 Pro использует новый контроллер Samsung Pascal и новую флэш-память V7 TLC NAND, сочетание, которое обещает быть более быстрым и эффективным.

В 990 Pro есть остальные аксессуары Samsung, включая поддержку программного обеспечения с обновленным приложением Magician и возможность шифрования. Накопитель подходит для широкого спектра устройств, от настольных компьютеров и ноутбуков до консоли PlayStation 5 (PS5). Как новый первоклассный потребительский твердотельный накопитель Samsung с интерфейсом PCIe 4, 9-дюймовый90 Pro призван занять место среди лучших твердотельных накопителей с точки зрения производительности, и, согласно нашим тестам, он ей соответствует. Он также занимает место самого быстрого твердотельного накопителя в нашем списке лучших твердотельных накопителей для PS5.

Samsung 990 Pro Specifications

Swipe to scroll horizontally

Product	1TB	2TB	4TB
Pricing | с HS	169,99 $ | 189,99 долл. США	289 долл. США0,99 | $309.99	N/A
Form Factor	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280
Interface / Protocol	PCIe 4.0 x4	PCIe 4.0 x4	PCIe 4.0 x4
Controller	Samsung Pascal	Samsung Pascal	Samsung Pascal
DRAM	LPDDR4	LPDDR4	LPDDR4
Flash Memory	176-Layer V-NAND TLC	176-Layer V-NAND TLC	176-Layer V-NAND TLC
Sequential Read	7,450 MBps	7,450 MBps	7,450 MBps
Sequential Write	6,900 MBps	6,900 MBps	6,900 MBps
Random Read	Up to 1. 2M	Up to 1.4M	Up to 1.4M
Random Write	Up to 1.55M	Up to 1.55M	Up to 1.55M
Security	TCG/Opal 2.0	TCG/Opal 2.0	TCG/Opal 2.0
Endurance (TBW)	600TB	1200TB	2400 ТБ
Номер детали | с HS	MZ-V9P1T0BW | MZ-V9P1T0CW	MZ-V9P2T0BW | MZ-V9P2T0CW	MZ-V9P4T0BW | MZ-V9P4T0CW
Высота | с HS	2,30 мм | 8,20 мм	2,30 мм | 8,20 мм	2,30 мм | 8,20 мм
Гарантия	5 лет	5 лет	5 лет

Модель на 4 ТБ появится позже, в 2023 году; будет приятно увидеть вариант большей емкости от Samsung. 990 Pro обещает до 7450/6900 МБ/с при последовательном чтении и записи и до 1,4 млн/1,55 млн операций чтения и записи в секунду. Это более чем конкурентоспособно, превосходя предыдущее поколение, 980 Pro по всем параметрам, но также многообещающие показатели выше, чем у SK hynix Platinum P41 и WD SN850X.

Samsung 990 Pro поддерживает шифрование TCG Opal — неподдерживаемую функцию для многих потребительских твердотельных накопителей — и предлагает 600 ТБ гарантированной записи на ТБ емкости. Рейтинг выносливости соответствует стандарту JEDEC JESD218, который в значительной степени не имеет значения. Номинальные значения TBW в любом случае не являются исключительными, но их должно быть достаточно для предполагаемого использования накопителя.

Samsung предлагает вариант для каждой мощности с радиатором и RGB-подсветкой, выбирая страницу из сборника игр WD SN850X. Похоже, что модель на 4 ТБ также будет иметь эту опцию, чего не было в случае с SN850X. Таким образом, Platinum P41, возможно, немного менее привлекателен из-за отсутствия варианта с радиатором. Самсунг 9Радиатор 90 Pro соответствует стандарту PCI-SIG D8, что означает, что его высота составляет менее 8,8 мм, что гарантирует его совместимость с широким спектром устройств, включая PS5.

Samsung 990 Pro стартует по цене 169,99 долларов за 1 ТБ и 289,99 долларов за 2 ТБ. Радиатор и RGB добавляют еще 20 долларов к каждой цене, что соответствует премиальной цене SN850X. Одна жалоба, которая у нас была по поводу SN850X, заключалась в том, что его начальная цена была слишком высокой, что с тех пор резко изменилось. У Samsung также была изрядная рекомендованная производителем розничная цена для запуска T7 Shield, но диск так и не был продан по начальной цене. Поэтому мы ожидаем 990 Pro будет продаваться со скидкой, что разумно, учитывая текущие реальные цены его прямых конкурентов.

Программное обеспечение и аксессуары для Samsung 990 Pro

Изображение 1 из 2 Выпуск профи. Это программное обеспечение теперь позволяет управлять RGB для версий накопителя с радиатором. Он также обеспечивает миграцию данных и предлагает диагностику, обновления прошивки и обновления драйверов. Также присутствуют другие функции, такие как восстановление PSID, которое выполняет безопасное стирание и разблокирует зашифрованный диск. Программное обеспечение SSD от Samsung в целом является стандартом для отрасли.

Это программное обеспечение также имеет панель оптимизации производительности, которая позволяет работать в режиме полной производительности. Это напоминает оригинальный игровой режим WD, который эффективно отключал режимы пониженного энергопотребления. В наших тестах мы сравнивали «Режим полной мощности» как с включенным, так и с выключенным режимом.

Пристальный взгляд на Samsung 990 Pro

Изображение 1 из 3

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware) (Изображение предоставлено Tom’s Hardware) (Изображение предоставлено Tom’s Hardware) как спереди, так и сзади, предоставляя основную информацию о приводе. Задняя этикетка распределителя тепла помогает снизить температуру груза. Под верхней этикеткой находятся два пакета NAND, пакет DRAM и контроллер. Контроллер никелирован для улучшения отвода тепла, но 990 Pro также использует динамическую термозащиту Samsung (DTG) для улучшения термостабильности. Мы видели это раньше в 980 Pro, но это также похоже на функцию адаптивного управления температурой SN850X. В этой технологии нет ничего нового, но она может помочь с игровыми нагрузками.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Samsung 990 Pro оснащен новым контроллером Pascal, преемником Elpis 980 Pro. Pascal производится по 8-нм технологическому процессу Samsung и по-прежнему основан на ARM. На первый взгляд между контроллерами нет большой разницы, но Pascal имеет значительно более высокие характеристики производительности. Samsung заявляет, что это происходит благодаря оптимизированному пути данных NAND с помощью «технологии аппаратной автоматизации» с сокращенным временем обработки с помощью «алгоритма кэширования». Когда я спросил об изменениях, Samsung заявил, что эта архитектура предназначена для более эффективного охвата режима с низким энергопотреблением и что она способна использовать преимущества кэширования чтения.

Аппаратная автоматизация включает в себя путь хранения данных: поток данных от интерфейса хоста к флэш-памяти. По мере масштабирования SSD до более высоких уровней параллелизма с более сложной адресацией начинают возникать узкие места в IOPS. Аппаратная автоматизация помогает преодолеть эти трудности, а также обеспечивает экономию энергии, что становится все более важным по мере того, как диски становятся быстрее. Одним из примеров является аппаратно-ускоренное управление картой флэш-памяти, которое может увеличить количество операций ввода-вывода в секунду по сравнению с программным управлением уровнем преобразования флэш-памяти (FTL), который преобразует адреса физической и логической памяти. Очереди ввода-вывода и передачи данных также выигрывают от ускорения. Кроме того, улучшения параллельной обработки в прошивке также могут улучшить сбор мусора/планирование, как в прошивке Phison I/O+.

Энергонезависимая память, такая как SRAM, используется контроллером для кэширования информации об отображении и буферизации данных для фиксации в энергонезависимой флэш-памяти NAND, поэтому оптимизация алгоритмов может повысить общую производительность. Производительность записи часто выигрывает от таких улучшений, но изменения могут быть актуальны и для DirectStorage. Некоторые производители, такие как Solidigm, также решили внедрить форму кэширования для хранения определенных данных в кеше с помощью специализированного драйвера NVMe. В этом случае знание типа данных и того, как они используются (метаданные), может повысить производительность с помощью интеллектуального кэширования. Samsung не уточнила, что имеется в виду под «кешированием чтения», но нередко сохраняют некоторые горячие данные в pSLC для улучшения предстоящих чтений.

Типичным алгоритмом кэширования будет метод наименее недавно использовавшихся данных (LRU), в котором данные, к которым последний раз обращались, сначала удаляются из полного кэша. Такой алгоритм ограничен, если он не принимает во внимание пространственную локальность, то есть знание смежных и близлежащих ячеек памяти. Неизбежное увеличение накладных расходов FTL при использовании более сложных алгоритмов может создать узкое место в производительности. Конкретные усовершенствования контроллера могут увеличить максимальное количество операций ввода-вывода в секунду за счет разгрузки или автоматизации некоторых из этих операций. Это также обычно может привести к снижению задержки, хотя все преимущества вряд ли будут реализованы на потребительском устройстве.

Компания Samsung, безусловно, усовершенствовала контроллер, но другие компоненты более привычны. Память, или DRAM, — это Samsung LPDDR4, которая использовалась во многих продуктах SSD. Он предлагает небольшую экономию энергии по сравнению с традиционной DDR. Этот модуль имеет размер 2 ГБ, что соответствует 2 ТБ флэш-памяти с идеальным соотношением. Ожидается, что модель на 1 ТБ будет иметь 1 ГБ. Компоненты питания также стандартны для Samsung. Мы ожидаем, что обещанная экономия энергии по сравнению с 980 Pro будет достигнута за счет оптимизации новой флэш-памяти и контроллера.

(Изображение предоставлено Tom’s Hardware)

Пакеты флэш-памяти имеют маркировку K9DVGY8JRD-DCK0, что означает, что это 176-слойная TLC NAND от Samsung. С SKU 2 ТБ эта флэш-память имеет кристаллы 512 Гбит, что обозначено буквой «V», хотя для будущих 4 ТБ могут потребоваться кристаллы 1 ТБ «X». Это V7 в номенклатуре Samsung V-NAND, которая была подробно изучена на ISSCC 2021. Samsung продемонстрировала свой TLC 8-го поколения на ISSCC в этом году, но последние тенденции на рынке флэш-памяти, как правило, оставляют производителей в режиме ожидания в отношении производства. флэш-памяти верхнего уровня. В любом случае, мы впервые видим эту флэш-память, прямое обновление 128-слойного TLC V6, установленного на 9-й модели.80 про.

Компания Samsung внесла множество улучшений во флэш-память этого поколения, наиболее значительными из которых являются использование четырехплоскостной конструкции и реализация Cell-on-Periphery (COP). Больше плоскостей означает большее распараллеливание, что приводит как минимум к более высокой пропускной способности. COP похож на CMOS-under-Array (CUA) от Micron, но Samsung впервые использует такую ​​технологию. Это включает перемещение схемы управления от периферии или стороны массива. Это может значительно повысить энергоэффективность, а также уменьшить площадь поверхности кристалла за счет размещения периферийных цепей под массивом ячеек данных.

Размещение этой схемы под массивом создало некоторые проблемы для Samsung, которые решили их, применив конденсатор инновационной конструкции. Результатом является улучшенная подача мощности с меньшими требованиями к площади поверхности. Samsung также использует подход с двойной схемой завершения, который позволяет повысить эффективность энергопотребления, когда не требуются полные скорости ввода-вывода. Это должно помочь Samsung подтвердить свое заявление о повышении энергоэффективности за счет использования архитектуры с низким энергопотреблением.

Samsung — единственный производитель, которому удалось избежать укладки строк, то есть использования нескольких колод массивов NAND с большим количеством слоев флэш-памяти. Его подход сопряжен со многими проблемами, но также позволяет избежать объединения колод. Травление такого количества слоев приводит к увеличению соотношения сторон, что, среди прочего, может увеличить уровень отклонения порога напряжения между ячейками в разных слоях. Большее количество слоев в одном и том же пространстве действительно приводит к меньшей емкости ячеек, что также может повлиять на производительность и выносливость.

Решение Samsung представляет дополнительную защелку — тип динамического буфера, как и в случае с буферами страниц — для решения этой проблемы. Дополнительные данные используются в схемах форсирования битовых и словных строк для получения уточненного заряда ячейки, по существу, с дополнительной стадией проверки, чтобы поддерживать более точные битовые значения. Хотя производитель может просто продолжать добавлять колоды — а теоретически можно набить 800 или более слоев с помощью этой техники — не обошлось без проблем. Вместо этого Samsung решила, что ее 176-слойная память NAND обеспечивает оптимальный баланс между производительностью и энергоэффективностью.