NVMe SSD 是什么?与传统固态硬盘有何优势?

fanly TIPS/问答 2017-11-10 10:41:56 阅读(...) 评论(0)

SSD 固态硬盘近年来被广泛的应用,在机械硬盘过渡固态硬盘的期间,也拥有更高的追求,而要让 SSD 发挥到极致的性能,原来的 SATA 模式与 AHCI 模式已经不能够满足,但现在最新的存储接口 M.2 和 SARA-E 接口都是采用的 PCI-E 通道,而 PCI-E 接口发挥最高性能就需要新的 NVMe 标准。

三星 SSD

NVMe 全称 Non-Volatile Memory Express,非易失性存储器标准,是使用 PCI-E 通道的 SSD 固态硬盘一种规范,NVMe 的设计之初就有充分利用到 PCI-E SSD 的低延时以及并行性,还有当代处理器、平台与应用的并行性。SSD 的并行性可以充分被主机的硬件与软件充分利用,相比与现在的 AHCI 标准,NVMe 标准可以带来多方面的性能提升。

NVMe SSD 的优势和特点

1、延时更低

NVMe 标准的延时只有 AHCI 的一半不到,NVMe 精简了调用方式,执行命令时不需要读取寄存器;而 AHCI 每条命令则需要读取 4 次寄存器,一共会消耗 8000 次 CPU 循环,从而造成大概 2.5μs(微秒)的延迟。

2、传输性能更高

NVMe 规范采用了四通道 PCI-E,在队列深度速度可以高达 32Gbps,然而这也是 AHCI 所能做到的极限,相比 SATA III 的 6Gbps 高了五倍多。但目前高端的企业级 PCIe SSD,其队列深度可能要达到 128,甚至是 256 才能够发挥出最高的 IOPS 性能。而 NVMe 标准下,最大的队列深度可达 64000。NVMe 的队列数量也从 AHCI 的 1,提高了 64000。

3、功耗控制更低

NVMe 拥有自动功耗状态切换和动态能耗管理功能,设备从 Power State 0 闲置 50ms 后可以切换到 Power State 1,继续闲置的话,在 500ms 后又会进入功耗更低的 Power State 2,切换时会有短暂延迟。

SSD 在闲置时可以非常快速的控制在极低的水平,在功耗管理上 NVMe 标准的 SSD 会比现在主流的 AHCI SSD 拥有较大优势,这对于笔记本或者平板可以明显的增强其续航能力。

4、驱动适用性更广

NVMe SSD 可以很方便的匹配不同的平台、系统,无需厂家提供相应的驱动就可以正常工作,目前 Windows、Linux、Solaris、Unix、VMware、UEFI 等都加入了对 NVMe SSD 的支持。

写在最后

NVMe 低延时和良好的并行性的优势可以让固态硬盘的随机性能得到大幅度提升,在任何队列深度下都能发挥出极佳的速度。

SATA 接口的先天不足导致了传输速度的瓶颈,所以就需要一个更高更快更强的标准取代 SATA,目前 PCI-E 通道下的 NVMe 规范或将代表未来 SSD 以及存储产品的发展趋势。

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