Что такое технология твердотельных накопителей NVMe?

Search Kingston.com

Чтобы начать, нажмите принять ниже, чтобы открыть панель управления файлами cookie. Затем нажмите кнопку Персонализация, чтобы включить функцию чата, а затем Сохранить.

Версия вашего веб-браузера устарела. Обновите браузер для повышения удобства работы с этим веб-сайтом. https://browser-update.org/update-browser.html

Преимущества NVMe

Технология NVMe обеспечивает превосходное хранение данных, превосходную скорость и превосходную совместимость. Поскольку в технологии NVMe используются разъемы PCIe, она обеспечивает передачу в 25 раз большего объема данных по сравнению с аналогичными устройствами SATA. Наряду с большим объемом данных команды NVMe выполняются в 2 раза быстрее, чем в накопителях AHCI. Кроме того, количество операций ввода-вывода в секунду (IOPS) в устройствах NVMe превышает 1 миллион, и операции выполняются до 900% быстрее по сравнению с накопителями AHCI. NVMe также напрямую связывается с ЦП системы, обеспечивая невероятную скорость благодаря своей совместимости. Накопители NVMe работают со всеми основными операционными системами независимо от форм-фактора.

NVMe (Non-Volatile Memory Express) — это интерфейс связи и драйвер, который использует преимущества увеличенной полосы пропускания, обеспечиваемой PCIe. Он разработан для повышения производительности и эффективности, обеспечивая при этом совместимость с широким спектром корпоративных и клиентских систем. Технология NVMe была разработан для твердотельных накопителей и обменивается данными между интерфейсом хранилища и процессором системы, используя высокоскоростные разъемы PCIe без ограничений форм-фактора.

Протокол NVMe использует параллельные пути передачи данных с малой задержкой к базовому носителю, подобно архитектурам высокопроизводительных процессоров. Это обеспечивает значительно более высокую производительность и меньшие задержки по сравнению с протоколами SAS и SATA.

NVMe может поддерживать множество очередей ввода-вывода — до 64 тыс. очередей глубиной 64 тыс. записей каждая. В результате задачи ввода/вывода могут передавать больший объем данных быстрее, чем старые модели хранения данных с использованием устаревших драйверов, таких как AHCI (Advanced Host Controller Interface). Поскольку протокол NVMe разработан специально для твердотельных накопителей, он неизбежно станет новым отраслевым стандартом.

Твердотельные накопители: тогда и сейчас

Шины данных передают данные внутри системы, и когда впервые появились твердотельные накопители на базе технологии NAND, для отрасли стало очевидно, что необходимы новая шина и новый протокол.

• Первые твердотельные накопители были относительно медленными, и было удобно использовать имеющуюся инфраструктуру хранилища SATA. Несмотря на то, что скорость шины SATA выросла до 16 Гбит/с, почти все коммерческие реализации шины SATA остаются на уровне 6 Гбит/с.
• Общая пропускная способность PCIe 3. 0 составляет 16 Гбит/с, а технология PCIe 4.0 удвоила этот показатель. Она обеспечивает до 16 линий и может передавать данные со скоростью до 32 000 МБ/с, в то время как SATA III поддерживает скорость только до 600 МБ/с.

Решение использовать имеющуюся технологию шины с более высокой пропускной способностью привело к замене протоколов SATA на технологию PCIe. Технология PCIe появилась за несколько лет до NVMe, но поскольку предыдущие решения были ограничены старыми протоколами передачи данных, такими как SATA и AHCI, они не могли быть использованы в полной мере до последнего времени. Технология NVMe устранила узкие места и сняла ограничения, обеспечивая выполнение команд с малой задержкой и очереди глубиной 64 тыс. записей. Большое количество очередей обеспечивает более быструю передачу данных, поскольку данные записываются на твердотельные накопители рассредоточенно с использованием ячеек и блоков, а не на вращающихся дисках, таких как жесткие диски.

5:33

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

2, PCIe, U.2

Итак, вы хотите значительно повысить быстродействие своего ПК, установив твердотельный накопитель. Но как выбрать подходящий вариант?

Как установить твердотельный накопитель NVMe в ноутбук

PCIe Gen 4 – что это такое?

Рассматриваем накопители NVMe

Коммуникационные драйверы AHCI и NVMe

Коммуникационные драйверы используются операционными системами для обмена данными с устройствами хранения. Драйверы NVMe работают быстрее, чем драйверы AHCI, которые обычно используются в интерфейсах SATA.

• Драйвер NVMe разработан специально для твердотельных накопителей с флеш-технологией. В результате он работает быстрее, чем драйверы AHCI, которые были разработаны для обычных вращающихся жестких дисков.
• В то время как в NVMe есть 64 тыс. очередей команд и возможность отправки 64 тыс. команд на каждую очередь, в AHCI есть только одна очередь команд и возможность отправки только 32 команд на очередь.
• В драйверах AHCI команды используют большое число циклов ЦП с задержкой 6 микросекунд, в то время как команды драйвера NVMe используют малое число циклов ЦП с задержкой 2,8 микросекунды.

Драйвер NVMe напрямую взаимодействует с системным процессором, а AHCI должен связываться с контроллером SATA. AHCI имеет показатель IOPS (число операций ввода/вывода в секунду) до 100 тыс., в то время как для NVMe IOPS составляет более 1 миллиона. IOPS (число операций ввода-вывода в секунду, произносится «ай-опс») — это стандартный показатель производительности, используемый для тестирования компьютерных запоминающих устройств.

Форм-факторы твердотельных накопителей NVMe

Твердотельные накопители NVMe бывают разных форм-факторов, но это зависит от варианта использования или приложения.

• В потребительских устройствах и клиентских системах используются форм-факторы BGA и M.2.
• В центрах обработки данных и серверах используются форм-факторы M.2, U.2, U.3 и EDSFF.

В рамках EDSFF (Enterprise and Data Center SSD Form Factor) предпринимаются усилия по обеспечению динамического диапазона форм-факторов и стандартов, которые используют один и тот же протокол (NVMe), один и тот же интерфейс (PCIe) и собственный краевой разъем (SFF-TA-1002), распиновку и функции (SFF-TA-1009).

Сортировать по По умолчанию

No products were found matching your selection

Как узнать о поддержке материнской платой NVMe

Привет, друзья. В этой публикации рассмотрим такой вопрос: как узнать, поддерживает ли материнская плата NVMe. Т.е. реализована ли эта технология передачи данных высокоскоростных SSD в BIOS вашего ПК или ноутбука. Эта информация вам понадобится, если вы захотите установить в свой компьютер SSD-накопитель с интерфейсом PCI-E, в частности, таковой современный с интерфейсом PCI-E 3.0 х4 или даже PCI-E 4.0 х4. Такие накопители на интерфейсе PCI-E 3.0 х4 могут читать данные с максимальной скоростью 3500 Мб/с, записывать – со скоростью 3300 Мб/с. А на интерфейсе PCI-E 4.0 х4 могут читать с максимальной скоростью 7000 Мб/с, записывать – со скоростью 5000 Мб/с. Но им для этого нужен совместимый компьютер, который включает наличие совместимого слота M.2 и поддержку в BIOS NVMe. Так как же узнать о наличии последней?

Друзья, SSD NVMe – это накопители, которые подключаются к материнской плате ПК или ноутбуку только через слот М. 2, к которому подведена шина PCI-E. Нативная реализация таких слотов в материнках ПК и ноутбуках началась с 2015 года. Если у вас материнка ПК или ноутбук старше 2015 года, у вас априори не может быть ни слота М.2 PCI, ни реализации технологии NVMe в BIOS. И если вы хотите приобрести современный SSD NVMe, первым делом вам нужно узнать, если у вас в компьютере слот M.2. Смотрите статью сайта «Как узнать, есть ли M.2 на компьютере». В этой статье мы поверхностно касаемся темы NVMe, но здесь ниже рассмотрим тему более полно.

Итак, если у вас материнка ПК или ноутбук старше 2015 года, не ищите в нём слот M.2 PCI-E, но в отдельных случаях это ещё не значит, что на идее поработать с высокоскоростным SSD NVMe нужно ставить крест. В отдельных случаях вы сможете подключить SSD NVMe через переходник-адаптер PCI-E-M.2. И, возможно, если у вас материнка ПК или ноутбук не очень старые, для их BIOS производителем реализовано обновление, включающее поддержку NVMe. В крайнем случае можно прибегнуть к модификации BIOS и обновить её модифицированной прошивкой, которая поставляется с переходником-адаптером, либо же есть в сети на специфических ресурсах. Конечно, всё это рисковое дело, о нюансах подключения SSD NVMe через переходник-адаптер смотрим здесь.

Вот что, друзья, важно понимать в контексте вопроса, как узнать, поддерживает ли материнская плата NVMe:

• Слот M.2 на компьютерах и накопители бывают M.2 SATA и M.2 PCI-E, но с NVMe работают только слоты и накопители M.2 PCI-E. Если у вас на компьютере слот M.2 SATA, вам не нужен NVMe.

• Есть слоты M.2 PCI-E с ключом M, такие работают с четырьмя линиями PCI-E х4. А есть слоты M.2 PCI-E с ключом B, такие работают только с двумя линиями PCI-E х2. Если у вас слот с ключом M, поддержка технологии NVMe у вашего компьютера есть наверняка. Если с ключом B – поддержка NVMe может быть, а может не быть. Если поддержки NVMe нет, в свой слот M.2 PCI-E с ключом B вы сможете установить накопитель типа NGFF AHCI.

• Накопители M.2 PCI-E бывают с поддержкой разных поколений (версий) PCI-E и разных линий. Были накопители PCI-E 2.0 с двумя и четырьмя линиями — х2 и х4, такие не всегда имели поддержку NVMe и работали с AHCI, но сейчас их в продаже (как минимум массово) не найти. Есть накопители PCI-E 3.0 с двумя и четырьмя линиями — х2 и х4. И есть накопители PCI-E 4.0 только с четырьмя линиями — х4. Так вот накопители PCI-E 3.0 х4 и PCI-E 4.0 х4 – это практически всегда накопители NVMe. Накопители же PCI-E 3.0 х2 могут не быть с поддержкой технологии NVMe, а с поддержкой AHCI. И вот накопители PCI-E без NVMe называются NGFF AHCI, и им, соответственно, не нужна поддержка компьютером NVMe.

BIOS

Самый простой способ, как узнать, поддерживает материнская плата NVMe – посмотреть настройки BIOS. Если поддержка есть, в дополнительных настройках BIOS будет параметр, отвечающий за конфигурацию NVMe.

В этом параметре при подключении NVMe-накопителей они будут значиться как устройства подключённые через NVMe-контроллер.

Спецификации на сайтах материнских плат ПК и ноутбуков

Альтернативный вариант, как узнать, поддерживает материнская плата NVMe – зайти на страницу её спецификаций на сайте производителя. Если информация о NVMe есть, это будет указано в общих или детальных характеристиках.

Однако о поддержке NVMe производители материнских плат ПК не всегда говорят. Дело в том, что для современных материнок ПК поддержка NVMe – это как бы уже стандарт, и если материнка имеет слот M.2 с интерфейсом PCI-E 3.0 х4 и PCI-E 4.0 х4, то поддержка NVMe само собой разумеющееся явление. Тем не менее можно зайти в раздел поддержки спецификаций материнки и посмотреть перечень поддерживаемых накопителей M.2, как вот, например, для современнейшей материнки Gigabyte.

Другой пример – современнейшая материнка Asus, на странице её спецификаций среди характеристик нет указания о поддержке NVMe, но косвенно об этом говорит наличие слотов M.2 с интерфейсом PCI-E 3.0 х4 и 4.0 х4.

Для большей уверенности можем зайти в раздел поддержки материнки и, опять же, посмотреть совместимые устройства информации. В их числе есть накопители NVMe.

На страницах спецификаций ноутбуков, увы, не всегда даётся детализированная информация об устройстве. Но о наличии поддержки NVMe могут говорить данные о комплектации накопителями информации, где говорится об их типе – NVMe PCI-E.

Если в спецификации ноутбука никаких упоминаний насчёт NVMe вообще нет, можно написать в поддержку производителя или продавца устройства с запросом о получении информации, поддерживает ли ваша модель ноутбука NVMe, и какие прочие параметры накопителей NVMe поддерживает. В числе последних: наличие слота M.2 PCI-E, его ключ B или M, поддерживаемые размеры форм-фактора M.2, поддержка процессорами (только для AMD).

Характеристики имеющегося SSD NVMe

Друзья, случаи установки SSD NVMe бывают разные: например, в комментариях одной из публикаций сайта о NVMe-накопителях обратился читатель, у которого есть современный ноутбук с предустановленным NVMe-накопителем, но он хочет его сменить на другой, более производительный — Samsung 970 EVO Plus. В такого рода случаях, когда на борту компьютера есть уже SSD NVMe, узнать и о факте поддержки NVMe, и частично о поддерживаемых накопителях можно, посмотрев сведения о имеющемся накопителе. Можно это сделать элементарно в диспетчере устройств Windows.

Далее просто юзаем в сети данные о накопителе, можно, например, на

сайте НИКС

.

Друзья, как выбрать саму материнскую плату для современного ПК, смотрите в статье сайта «Как выбрать материнскую плату ПК в 2022 году».

Что такое хранилище NVMe? Объяснение хранилища NVMe

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

фев 2020

• Производительность ПК
• Личное хранилище
• NVMe
• Клиент
• Производительность ПК
• Клиентский твердотельный накопитель

Дом блога

Non-Volatile Memory Express (NVMe) — это новый протокол передачи, разработанный для твердотельной памяти. Хотя SATA (Serial Advanced Technology Attachment) остается отраслевым стандартом для протоколов хранения, он не был создан специально для флэш-накопителей, таких как твердотельные накопители, и не может предложить те же преимущества, что и NVMe. Со временем твердотельные накопители с NVMe заменят твердотельные накопители SATA в качестве нового отраслевого стандарта.

NVMe и SATA

Один из простых способов сравнения NVMe и SATA — рассматривать их как гоночные трассы, поскольку они используются для передачи данных от SSD к ЦП. SSD — это гоночная машина Формулы-1, в то время как вращающиеся накопители больше похожи на старый семейный седан. SSD может двигаться только со скоростью дороги, по которой он едет. Если вы поставите автомобиль Формулы-1 на гоночную трассу (NVMe), он будет двигаться в полную силу, но если вы едете на старой грунтовой дороге, полной камней (SATA), ему нужно снизить скорость.

Kingston NVMe SSD

Kingston предлагает несколько твердотельных накопителей, использующих протоколы NVMe. Чтобы увидеть последние предложения, которые у нас есть, ознакомьтесь с разделом связанных продуктов ниже. Хотя твердотельные накопители NVMe значительно быстрее, чем твердотельные накопители SATA, между ними все же есть различия. Некоторые могут поддерживать скорости NVMe начального уровня, в то время как другие могут поддерживать последние стандарты PCIe Gen4 для невероятной производительности, доступной на новейших процессорах.

Аппаратная совместимость NVMe

Однако перед покупкой твердотельного накопителя NVMe следует учесть несколько моментов. Ваша система вообще совместима с NVMe? Две вещи, которые вам нужно искать в вашей компьютерной системе, — это встроенный слот M. 2 и поддержка NVMe. Проверьте страницу продукта вашего компьютера, чтобы узнать, поддерживает ли он слот M.2. Затем вам нужно посмотреть, поддерживает ли ваша материнская плата твердотельные накопители NVMe. Некоторые материнские платы, которые его поддерживают, могут не всегда называть его NVMe. Вместо этого они могут называть его «режимом PCIe». В идеале должен быть более простой способ узнать, может ли ваша компьютерная система поддерживать NVMe, но, к сожалению, его нет. Вам просто нужно обратиться к веб-сайту вашей материнской платы или использовать Google, чтобы найти и узнать, так ли это.

Совместимость с операционной системой NVMe

Наряду с совместимостью оборудования необходимо учитывать совместимость с ОС. Последние версии Linux, Windows, Chrome OS и Mac OS поддерживают NVMe, но Apple не позволяет вам обновлять свое оборудование на большинстве своих последних моделей, поэтому для пользователей Mac это может быть невозможно. Программное обеспечение для клонирования теперь также совместимо с дисками NVMe. Kingston использует программное обеспечение Acronis True Image, которое поставляется со многими твердотельными накопителями Kingston. Информацию о включенном программном обеспечении см. на страницах продукта. Большинство других основных программ для клонирования также были обновлены для поддержки NVMe.

#Кингстонс тобой

Сортировать по По умолчанию

Товаров, соответствующих вашему выбору, не найдено

Что такое хранилище NVMe? Понимание нового отраслевого стандарта

Глоссарий

14 декабря 2022 г.

Noviantika G.

4min Read

В настоящее время наступила эра твердотельных накопителей (SSD) , поскольку потребительские механические жесткие диски (HDD) устаревают. Одним из существенных преимуществ твердотельных накопителей является то, что они сохраняют данные внутри микросхем флэш-памяти даже при отсутствии питания. SSD обеспечивает высокую производительность при загрузке устройств, запуске приложений и передаче данных.

С начала 2000-х драйвер Serial Advanced Technology Attachment (SATA) соединял системы хранения с компьютерами через хост-контроллеры, такие как

Advanced Host Controller Interface (AHCI) . SATA используется во многих устройствах, таких как ноутбуки, настольные компьютеры и серверы. Однако SATA имеет некоторые узкие места и считается слишком медленным при обработке проектов с большими данными.

Использование энергонезависимой памяти Express (NVMe) является одним из решений — это интерфейс хранения и протокол передачи с самой высокой пропускной способностью и самым быстрым временем отклика, использующий шину Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) . Для реализации NVMe твердотельные накопители должны использовать микросхему контроллера NVMe.

В этой статье мы рассмотрим, как работает NVMe и его функции. Мы также сравним твердотельные накопители NVMe и SATA и рассмотрим четыре форм-фактора и стандарта NVMe.

Скачать глоссарий для начинающих веб-мастеров

Что такое NVMe?

Non-Volatile Memory Express (NVMe) — это интерфейс хранения и протокол передачи для твердотельных накопителей на основе PCIe. NVMe обеспечивает эффективное хранение данных и повышает скорость передачи данных.

Как работает NVMe?

Первоначально интерфейс SATA использовался с системами хранения данных на жестких дисках. Когда твердотельные накопители стали более популярными, это упростило процесс перехода с жестких дисков на твердотельные накопители в вычислительных средах.

Однако у SATA есть много недостатков, таких как ограниченная скорость и низкая пропускная способность, которые препятствуют передаче больших объемов данных. Более того, каждому диску SATA нужен собственный порт на материнской плате, поэтому существует ограничение на количество систем хранения, которые можно подключить к устройству.

NVMe был представлен в 2011 году для преодоления ограничений SATA. NVMe выступает в качестве интерфейса и протокола хранилища, который работает вместе с шиной PCIe для быстрого чтения и записи больших объемов данных.

NVMe позволяет твердотельным накопителям напрямую подключаться к ЦП через шину PCIe для передачи данных по высокоскоростным линиям. 4 линии PCIe одного поколения могут передавать до данных со скоростью 2000 МБ/с , при этом твердотельные накопители NVMe используют до четырех из них. Для сравнения, SATA имеет только одну полосу, по которой можно передавать до 600 МБ/с .

Твердотельные накопители NVMe и твердотельные накопители SATA

Интерфейс SATA использует драйверы AHCI, в то время как NVMe специально разработан для твердотельных накопителей, использующих технологию флэш-памяти. Другими словами, он не только быстрее, но и предлагает оптимизированную производительность. Это связано с тем, что SATA связывается с контроллером SATA перед подключением к системному ЦП, в то время как стандарт NVMe подключает SSD к ЦП напрямую без каких-либо контроллеров.

Драйверы SATA SSD AHCI имеют только одну доступную очередь с 32 командами в каждой очереди. Между тем, NVMe позволяет создавать до 65 535 очередей с максимальной глубиной до 65 536 команд на очередь.

Используя технологию NVMe, ЦП более эффективно управляет очередями благодаря высокой производительности обработки сигналов ввода-вывода, что снижает нагрузку на ЦП. Низкие накладные расходы ЦП приводят к сокращению циклов ЦП. Для сравнения, твердотельные накопители SATA производят большое количество циклов ЦП при обработке ввода-вывода.

Технология NVMe обеспечивает меньшую задержку благодаря укороченному и оптимизированному пути передачи данных по сравнению с твердотельными накопителями SATA. Он обеспечивает задержку примерно 2,8 микросекунды, в то время как твердотельные накопители SATA имеют задержку около 6 микросекунд — почти на 3 микросекунды больше, чем твердотельные накопители NVMe.

Твердотельные накопители NVMe лучше всего подходят для обработки корпоративных рабочих нагрузок и искусственного интеллекта, проектов машинного обучения, аналитики в реальном времени, передачи больших объемов данных и DevOps. Они обычно используются в центрах обработки данных, ноутбуках высокого класса и готовых настольных компьютерах.

Между тем, твердотельные накопители SATA лучше всего подходят для анализа небольших данных и различных приложений для хранения данных. В основном они используются в бюджетных ноутбуках и серверах.

С точки зрения цены твердотельные накопители NVMe дороже твердотельных накопителей SATA. Текущая цена 1 ТБ хранилища данных SATA SSD составляет около 100 долларов США – 130 долларов США . Твердотельные накопители NVMe имеют более высокую цену — 1 ТБ хранилища стоит от 129 долларов до 200 долларов .

Вот сравнительная таблица между AHCI и NVMe:

Форм-факторы и стандарты NVMe

Технология NVMe постоянно совершенствуется в отношении ее функций и спецификаций. С момента первого появления интерфейса NVMe на рынке стали доступны четыре форм-фактора NVMe — 9.0063 U.2 , M2 , Плата расширения (AIC) и Форм-фактор предприятия и центра обработки данных (EDSFF) .

Форм-факторы NVMe совместимы с твердотельными накопителями на основе PCIe, поскольку теперь они считаются отраслевым стандартом.

Вот описание каждого форм-фактора NVMe:

• U.2 — эти твердотельные накопители могут устанавливаться в существующий слот материнской платы для твердотельных накопителей SATA, но также могут использовать до четырех линий PCIe. Твердотельные накопители U.2 бывают размером 2,5 и 3,5 дюйма. Диски U.2 доступны с различной емкостью.
• M.2 — SSD такого форм-фактора намного меньше, чем U.2. Это компактные накопители NVMe с низким тепловыделением. Чтобы использовать твердотельный накопитель M.2, убедитесь, что на материнской плате есть соответствующий слот.
• AIC — твердотельные накопители с картой расширения легко подключаются через шину PCIe. Это упрощает их развертывание в коммерческих целях, таких как центры обработки данных. Некоторые твердотельные накопители AIC включают процессоры и дополнительные микросхемы для повышения их производительности.
• ESDFF — эти диски максимально увеличивают емкость каждого диска. Они масштабируются до 30 ТБ . В основном они используются в системах хранения данных предприятий и центров обработки данных. Форм-фактор ESDFF подчеркивает тепловую эффективность для регулирования температуры системы.

Заключение

NVMe — это революционная технология, которая обогнала своего предшественника SATA с заметной производительностью. Он предлагает более высокую скорость передачи и меньшую задержку, а также другие преимущества. Он использует линии передачи данных PCIe, чтобы устройство хранения могло напрямую взаимодействовать с ЦП.

Чтобы использовать весь потенциал твердотельных накопителей NVMe, используйте их для развертывания приложений в реальном времени, анализа данных, искусственного интеллекта и машинного обучения.

Мы затронули следующие четыре типа форм-факторов NVMe:

• U.2 — эти диски могут использовать соединение SATA и до четырех линий PCIe.
• M.2 – компактные накопители, работающие при низкой температуре и обеспечивающие максимальную производительность.
• AIC — форм-фактор NVMe в виде карт расширения.
• ESDFF — отличное решение для корпоративных систем хранения данных.

Мы надеемся, что эта статья помогла вам лучше понять внутреннее устройство NVMe и его преимущества по сравнению с SATA. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже.

Noviantika — энтузиаст веб-разработки, одержимый заботой о клиентах. Команды Linux и веб-хостинг подобны музыке для ее ушей.