SSD vs NVMe: Forskel og sammenligning

SSD (Solid State Drive) og NVMe (Non-Volatile Memory Express) er begge typer lagringsteknologier. Mens SSD'er bruger NAND-flashhukommelse og forbinder via SATA eller andre grænseflader, er NVMe en protokol, der er specielt designet til hurtigere kommunikation mellem lageret og systemet ved at bruge PCIe-grænsefladen. NVMe-drev tilbyder betydeligt højere dataoverførselshastigheder sammenlignet med traditionelle SSD'er, hvilket gør dem velegnede til opgaver, der kræver hurtig adgang til store mængder data.

Nøgleforsøg

1. NVMe-drev tilbyder hurtigere hastigheder end traditionelle SSD'er på grund af deres avancerede interface, hvilket gør det muligt at overføre flere data på kortere tid.
2. SSD'er har en større formfaktor og kan bruges i en bredere vifte af enheder, mens NVMe-drev er mindre og mere velegnede til højtydende systemer.
3. Mens NVMe-drev er dyrere end traditionelle SSD'er, gør deres hurtigere hastigheder og forbedrede ydeevne dem til et bedre valg for brugere, der har brug for højhastighedslagringsløsninger.

Forskellen mellem SSD og NVMe

Forskellen mellem SSD og NVMe er, at SSD gemmer data ved hjælp af integrerede kredsløb, mens NVMe er en grænseflade til at få adgang til de lagrede data med høj hastighed. NVMe er langt mere avanceret end SSD og er derfor hurtigere og bedre krypteret end sidstnævnte. Men det betyder ikke, at NVMe er fejlfri og har nogen ulemper. 

Sammenligningstabel til SSD vs NVMe

Feature	SSD	NVMe
Interface:	SATA III (mest almindelig), PCIe (mindre almindelig)	PCIe
Dataoverførselshastigheder:	Op til 6 Gbps (SATA)	Op til 32 Gbps (PCIe 4.0)
Kommandokøer:	Enkelt kø med 32 kommandoer	Op til 65,535 køer med 65,536 kommandoer pr. kø
Reaktionstid:	Lavere end HDD, højere end NVMe	Betydeligt lavere end både SATA SSD og HDD
Strømforbrug:	Lavere end HDD	Lidt højere end SATA SSD, lavere end HDD ved tomgang
Formfaktorer:	2.5 tommer, M.2, SATA mSATA	M.2, U.2
Pris:	Generelt billigere	Generelt dyrere
Bedst egnet til:	Daglige opgaver, moderat spil	Højtydende opgaver, krævende spil, arbejdsstationer

Hvad er SSD?

SanDisk introducerede først et solid state-drev. Det kan kaldes en solid-state-enhed eller en solid-state-disk.

Da den først blev introduceret i 1991, kunne den kun lagre op til 20 MB data. I dag kan disse drev lagre omkring 60-100 TB data.

Disse drev kan ikke let beskadiges fysisk og er mere stødfaste. Deres adgangstid er hurtig, og de kræver ikke, at disken drejer rundt for at køre.

Ydeevnen af ​​forskellige drev kan variere afhængigt af antallet af bits i en celle. Enkeltcelledrev er de hurtigste og mest holdbare blandt dem; de er også mere økonomiske.

Tidlige SSD'er brugte RAM-teknologien, men dette kunne ikke fortsætte, da selvom de var hurtige, mistede de data, så snart strømmen løb tør. Dette forårsagede tab af data.

Derfor en mere pålidelig teknologi skulle blive fundet, og det var flash-hukommelse. Dataene, når de blev gemt i flash-hukommelsen på solid state-drevet, gik ikke tabt, da strømmen løb tør, men blev gemt inde i enheden.

Hvordan fungerer SSD?

arkitektur

SSD'er er bygget op omkring flashhukommelsesteknologi, der bruger integrerede kredsløb i stedet for roterende diske og mekaniske læse/skrivehoveder. Nøglekomponenterne i en SSD inkluderer flashhukommelseschips, en controller, et NAND-interface og en cache.

Flash-hukommelseschips gemmer ikke-flygtige data ved hjælp af elektriske ladninger, organiseret i sider og blokke. Controlleren styrer alle dataoperationer, sikrer dataintegritet, optimerer ydeevnen og forlænger SSD'ens levetid. NAND-grænsefladen forbinder flashhukommelseschipsene til controlleren, hvilket muliggør datakommunikation.

Mange SSD'er inkorporerer en cache, et midlertidigt lagerområde til hyppigt tilgåede data. Cachen, der er lavet af højhastigheds-flygtig hukommelse som DRAM, forbedrer læse- og skrivehastigheder ved at reducere latens, når du får adgang til flash-hukommelsen.

Disse komponenter arbejder sammen for at give hurtig, pålidelig og effektiv datalagring i SSD'er, hvilket gør dem til et populært valg i moderne computere.

komponenter

Ud over kernearkitekturen kan SSD'er inkorporere yderligere komponenter, der forbedrer funktionalitet, pålidelighed og grænsefladekompatibilitet. Nogle bemærkelsesværdige komponenter omfatter termiske sensorer, beskyttelsesmekanismer for strømtab og krypteringsfunktioner.

Termiske sensorer er integreret i SSD'er for at overvåge temperaturen og forhindre overophedning. Disse sensorer giver feedback til controlleren, så den kan justere ydeevnen eller aktivere beskyttelsesforanstaltninger, når det er nødvendigt.

SSD'er kan anvende strømtabsbeskyttelsesmekanismer til at beskytte data under pludselige strømsvigt. Disse mekanismer anvender superkondensatorer eller andre energilagringsenheder til at levere midlertidig strøm. Dette gør det muligt for controlleren at gemme eventuelle ventende data i flash-hukommelsen, før den lukkes sikkert ned.

For datasikkerhed tilbyder nogle SSD'er indbyggede hardwarekrypteringsfunktioner. Disse SSD'er bruger krypteringsalgoritmer til at kryptere data skrevet til drevet, hvilket sikrer, at lagrede oplysninger forbliver sikre og beskyttet mod uautoriseret adgang.

SSD-købsvejledning

Kapacitet

Kapaciteten af ​​en SSD refererer til mængden af ​​data, den kan gemme. SSD'er er tilgængelige i forskellige kapaciteter, lige fra 128 GB til flere terabyte (TB). Når du beslutter dig for kapaciteten, skal du overveje dine lagerkrav, herunder størrelsen af ​​dit operativsystem, applikationer og filer. Hvis du primært bruger din computer til grundlæggende opgaver og ikke kræver omfattende lagerplads, kan en mindre SSD som 256 GB eller 512 GB være tilstrækkelig. Men hvis du arbejder med store mediefiler eller har brug for rigelig lagerplads til spil, videoredigering eller professionelle applikationer, skal du vælge større kapaciteter som 1 TB eller højere.

Speed

SSD-hastighed spiller en afgørende rolle for den samlede systemydelse. To hovedfaktorer bestemmer hastigheden af ​​en SSD: læse- og skrivehastigheder, kaldet sekventielle og tilfældige hastigheder. Sekventielle hastigheder angiver, hvor hurtigt drevet kan læse eller skrive store, sammenhængende datablokke, hvilket gør dem vigtige for filoverførsler og boottider.

På den anden side måler tilfældige hastigheder drevets evne til at få adgang til og behandle mindre, spredte data, som er afgørende for daglige computeropgaver, såsom åbning af applikationer og multitasking. Se efter SSD'er med høje sekventielle og tilfældige læse-/skrivehastigheder for at sikre jævn og responsiv ydeevne.

grænseflade

Grænsefladen på en SSD bestemmer, hvordan den forbindes til din computers bundkort og påvirker dens kompatibilitet og ydeevne. De mest almindelige grænseflader til SSD'er er SATA (Serial ATA) og NVMe (Non-Volatile Memory Express). SATA SSD'er, tilgængelige i 2.5-tommer og M.2-formfaktorer, tilbyder god ydeevne og er kompatible med de fleste computere.

De er et glimrende valg for dem, der opgraderer fra traditionelle harddiske. NVMe SSD'er, i M.2-formfaktor, bruger PCIe-grænsefladen (Peripheral Component Interconnect Express) og giver betydeligt hurtigere hastigheder end SATA. Hvis dit system understøtter NVMe, kan valg af en NVMe SSD resultere i et mærkbart ydelsesboost.

Brand-omdømme

Brandomdømme er en vigtig faktor at overveje, når du køber en SSD. Velrenommerede mærker prioriterer kvalitetskontrol, pålidelighed og kundesupport, hvilket sikrer en bedre samlet oplevelse. Kendte SSD-producenter omfatter Samsung, Western Digital, Crucial, Kingston, Intel og SanDisk. Det er tilrådeligt at undersøge kundeanmeldelser, professionelle benchmarks og pålidelighedsdata for at måle et brands omdømme. Derudover indgyder mærker, der tilbyder længere garantiperioder, mere tillid til deres produkter.

Hvad er NVMe?

NVM Express udviklede det første NVMe-interface. Det startede for ti år siden, i 2011. Trangen til at udvikle grænsefladen kom efter, at folk oplevede nogle ulemper med solid-state-drev.

På samme måde som SSD'er skal NVMe fysisk indsættes med lagermediet.

Mens SSD'er kun kan udføre en query eller kommando ad gangen, er det ikke tilfældet med NVMe. De kan bringe resultater fra flere forespørgsler og kommandoer.

Dette reducerer også latensen, og der er en minimumsforsinkelse, når resultaterne hentes. De kommer i 2.5-tommer kort, der passer ind i computerens lagersystem.

Den første trinbræt til at få adgang til ikke-flygtig hukommelse dukkede op på Intel Developer Forum i 2007. Den blev færdig i 2008 og udgivet på Intels hjemmeside.

Mere end 90 virksomheder deltog i at lave specifikationerne for NVMe. Integrated Device Technology gjorde NVMe kommercielt tilgængeligt for folk i august 2012.

NVMe fordele

Hurtigere hastigheder

NVMe leverer bemærkelsesværdige dataoverførselshastigheder, der overgår traditionelle lagergrænseflader som SATA (Serial ATA). Ved at udnytte PCIe-grænsefladen (Peripheral Component Interconnect Express) giver NVMe en direkte og dedikeret vej mellem lagerenheden og computerens CPU. Denne direkte forbindelse tillader hurtigere og mere effektive dataoverførsler, hvilket væsentligt forbedrer læse- og skrivehastighederne. Med NVMe kan brugere opleve hurtige opstartstider, hurtige applikationslanceringer og problemfri dataoverførsel.

Lavere latens

Latency refererer til den tid, det tager for en dataanmodning at blive behandlet. NVMe reducerer latens i høj grad sammenlignet med andre lagringsprotokoller. Traditionelle harddiske (HDD'er) og endda SATA SSD'er lider af latenstid på grund af mekaniske komponenter eller grænsefladens begrænsninger.

NVMe er designet til at minimere latens ved at bruge et strømlinet kommandosæt og en kortere, mere direkte datasti. Denne reduktion i latens oversættes til forbedret systemrespons, hurtigere adgang til data og generelt bedre ydeevne, især i latensfølsomme applikationer såsom spil, virtual reality og databehandling i realtid.

Højere effektivitet

NVMe er yderst effektiv med hensyn til både strømforbrug og systemressourcer. Den strømlinede arkitektur og optimerede kommandosæt i NVMe minimerer den CPU-overhead, der kræves for at behandle lagerrelaterede opgaver. Denne effektivitet forbedrer systemets ydeevne og resulterer i et lavere strømforbrug, hvilket er særligt fordelagtigt for bærbare computere, tablets og andre mobile enheder. Med NVMe kan brugerne nyde længere batterilevetid og køligere drift på grund af reduceret strømforbrug.

Forbedret skalerbarhed

Skalerbarhed refererer til udvidelse eller opgradering af lagerkapacitet uden at gå på kompromis med ydeevnen. NVMe udmærker sig i dette aspekt og tilbyder overlegen skalerbarhed sammenlignet med traditionelle lagringsteknologier. NVMe-drev kan nemt tilføjes eller udskiftes, og flere NVMe-drev kan kombineres i forskellige konfigurationer, såsom RAID (Redundant Array of Independent Disks), for at skabe større og mere fleksible lagerløsninger. Denne skalerbarhed er afgørende for moderne computermiljøer, hvor efterspørgslen efter lagerkapacitet vokser hurtigt.

NVMe Use Cases

Forbrugerapplikationer

NVMe er blevet mere og mere populært i forbrugerapplikationer, primært på grund af dets evne til at levere lynhurtig lagringsydelse. Her er nogle almindelige brugertilfælde for NVMe:

1. Gaming: Spillere kan drage stor fordel af NVMes hurtigere hastigheder og lavere latenstid. NVMe-lagring giver mulighed for hurtigere spilindlæsningstider, sømløse niveauovergange og reduceret forsinkelse i spillet, hvilket giver en jævn og fordybende spiloplevelse.
2. Indholdsskabelse: Professionelle og entusiaster involveret i indholdsskabelse, såsom videoredigering, 3D-modellering og grafisk design, kræver højhastighedslagring for at håndtere store filstørrelser. NVMe muliggør hurtigere gengivelse, kodning og dataoverførsel, hvilket muliggør mere effektive arbejdsgange og øget produktivitet.
3. Medieforbrug: Med udbredelsen af ​​videoindhold i høj opløsning sikrer NVMe-lagring jævn afspilning og hurtig adgang til mediefiler, hvilket forbedrer den overordnede streaming- og multimedieoplevelse. Brugere kan hurtigt indlæse og navigere gennem store mediebiblioteker, hvilket forbedrer medieapplikationernes reaktionsevne.
4. Personlig produktivitet: NVMes hastighed og lave latenstid forbedrer systemets reaktionsevne, hvilket gør hverdagsopgaver som at starte computeren op, starte applikationer og multitasking meget hurtigere og smidigere. Dette øger den personlige produktivitet ved at reducere ventetider og øge den samlede effektivitet.

Virksomhedsapplikationer

1. Databasesystemer: Databasedrevne applikationer, såsom transaktionsbehandlingssystemer og big data-analyse, kræver højtydende lagring for at håndtere massive datasæt og sikre hurtig dataadgang. NVMe muliggør hurtigere databaseforespørgselsbehandling, forbedret realtidsanalyse og effektiv datastyring, hvilket forbedrer forretningsindsigt og driftseffektivitet.
2. Virtualisering og Cloud Computing: NVMes lave latency og høje skalerbarhed gør det til en ideel lagringsløsning til virtualiserede miljøer og cloud computing-platforme. Det muliggør hurtig levering af virtuelle maskiner (VM'er), hurtigere VM-migrering og forbedret reaktionsevne af cloud-baserede applikationer, hvilket fører til bedre brugeroplevelser og optimeret ressourceudnyttelse.
3. High-Performance Computing (HPC): Industrier, der er afhængige af intensive beregningsopgaver, såsom videnskabelig forskning, finansiel modellering og kunstig intelligens, kan drage fordel af NVMe's højhastighedslagring. NVMe accelererer dataadgang og -behandling, reducerer beregningstiden og muliggør hurtigere analyse og beslutningstagning.
4. Datacentre: NVMe-drev tilbyder højere tæthed og lavere strømforbrug, hvilket gør dem velegnede til datacenterinstallationer. Deres effektivitet og skalerbarhed gør det muligt for datacentre at levere hurtigere lagertjenester, håndtere stigende arbejdsbelastninger og optimere ressourceudnyttelsen, hvilket forbedrer datacentrets ydeevne og reducerede driftsomkostninger.

Vigtigste forskelle mellem SSD og NVMe

• Form Factor:
  • SSD'er (Solid State Drives) kan komme i forskellige formfaktorer, herunder SATA, mSATA og M.2.
  • NVMe (Non-Volatile Memory Express) er en protokol designet specifikt til SSD'er og bruges almindeligvis med M.2 formfaktoren.
• Interface:
  • SSD'er bruger SATA-grænsefladen, som har været en standard for tilslutning af lagerenheder.
  • NVMe bruger PCIe-grænsefladen (Peripheral Component Interconnect Express), hvilket giver hurtigere dataoverførselshastigheder sammenlignet med SATA.
• Hastighed:
  • SSD'er tilbyder relativt hurtige dataoverførselshastigheder, hvor SATA SSD'er har lavere hastigheder sammenlignet med NVMe SSD'er.
  • NVMe SSD'er udnytter PCIe-grænsefladen, hvilket giver betydeligt højere dataoverførselshastigheder sammenlignet med SATA SSD'er.
• Reaktionstid:
  • NVMe SSD'er har lavere latency sammenlignet med SATA SSD'er, da NVMe-protokollen er optimeret til lav-latensadgang til lager.
• Kødybde:
  • NVMe understøtter højere kødybder, hvilket giver mulighed for bedre parallelitet og forbedret ydeevne ved håndtering af flere samtidige dataanmodninger sammenlignet med SSD'er, der bruger SATA.
• Ydelse:
  • NVMe SSD'er tilbyder højere samlet ydeevne med hensyn til både sekventielle og tilfældige læse-/skrivehastigheder sammenlignet med SATA SSD'er.
• Kompatibilitet:
  • SSD'er, der bruger SATA-grænsefladen, er mere kompatible med ældre systemer, da SATA er en veletableret standard.
  • NVMe kan kræve et kompatibelt bundkort og BIOS for at drage fuld fordel af dets muligheder, hvilket kan begrænse kompatibiliteten med ældre systemer.
• Strømforbrug:
  • NVMe SSD'er har en tendens til at være mere strømbesparende sammenlignet med nogle SATA SSD'er, da NVMe-protokollen er designet til at optimere strømforbruget under dataoverførsler.
• Pris:
  • Generelt er SATA SSD'er mere budgetvenlige sammenlignet med NVMe SSD'er, hvilket gør dem til en omkostningseffektiv mulighed for brugere med mindre krævende ydeevnekrav.
• Brug sager:
  • SATA SSD'er er velegnede til daglige computeropgaver og tilbyder en god balance mellem hastighed og omkostninger.
  • NVMe SSD'er er ideelle til højtydende computeropgaver, spil og andre applikationer, hvor hurtigere dataoverførselshastigheder er afgørende.

Referencer

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8366931/
2. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3195970.3196085
3. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8416843/ 

Sidst opdateret: 02. marts 2024