SSD vs NVMe: erinevus ja võrdlus

SSD (Solid State Drive) ja NVMe (Non-volatile Memory Express) on mõlemad salvestustehnoloogia tüübid. Kui SSD-d kasutavad NAND-välkmälu ja ühenduvad SATA või muude liideste kaudu, on NVMe protokoll, mis on spetsiaalselt loodud kiiremaks suhtluseks salvestusruumi ja süsteemi vahel, kasutades PCIe-liidest. NVMe-draivid pakuvad traditsiooniliste SSD-dega võrreldes oluliselt suuremat andmeedastuskiirust, muutes need sobivaks ülesannete täitmiseks, mis nõuavad kiiret juurdepääsu suurele andmemahule.

Võtme tagasivõtmine

1. NVMe-draivid pakuvad oma täiustatud liidese tõttu suuremat kiirust kui traditsioonilised SSD-d, võimaldades lühema ajaga rohkem andmeid üle kanda.
2. SSD-d on suurema vormiteguriga ja neid saab kasutada laiemas valikus seadmetes, samas kui NVMe-draivid on väiksemad ja sobivad paremini suure jõudlusega süsteemidele.
3. Kuigi NVMe-draivid on kallimad kui traditsioonilised SSD-d, muudavad nende kiiremad kiirused ja parem jõudlus need kiireid salvestuslahendusi vajavatele kasutajatele paremaks valikuks.

Erinevus SSD ja NVMe vahel

SSD ja NVMe erinevus seisneb selles, et SSD salvestab andmeid integraallülituste abil, samas kui NVMe on liides salvestatud andmetele kiireks juurdepääsuks. NVMe on palju arenenum kui SSD ja seega kiirem ja paremini krüptitud kui viimane. Kuid see ei tähenda, et NVMe on veatu ja sellel on puudusi. 

Võrdlustabel SSD vs NVMe jaoks

tunnusjoon	SSD	NVMe
Liides:	SATA III (kõige tavalisem), PCIe (vähem levinud)	PCIe
Andmeedastuskiirused:	Kuni 6 Gbps (SATA)	Kuni 32 Gbps (PCIe 4.0)
Käsujärjekorrad:	Üks järjekord 32 käsuga	Kuni 65,535 65,536 järjekorda XNUMX XNUMX käsuga järjekorra kohta
Latentsus:	Madalam kui HDD, kõrgem kui NVMe	Oluliselt madalam kui nii SATA SSD kui ka HDD
Energiatarve:	Madalam kui HDD	Veidi kõrgem kui SATA SSD, madalam kui HDD tühikäigul
Vormitegurid:	2.5-tolline, M.2, SATA mSATA	M.2, U.2
Hind:	Üldiselt odavam	Üldiselt kallim
Sobib kõige paremini:	Igapäevased ülesanded, mõõdukas mängimine	Suure jõudlusega ülesanded, nõudlik mängimine, tööjaamad

Mis on SSD?

SanDisk tutvustas esmalt pooljuhtdraivi. Seda võib nimetada pooljuhtseadmeks või pooljuhtkettaks.

Kui see 1991. aastal esmakordselt kasutusele võeti, suutis see salvestada ainult kuni 20 MB andmeid. Tänapäeval suudavad need draivid salvestada umbes 60–100 TB andmeid.

Neid draive ei saa füüsiliselt kergesti kahjustada ja need on põrutuskindlamad. Nende juurdepääsuaeg on kiire ja nad ei vaja ketta pöörlemist.

Erinevate draivide jõudlus võib varieeruda sõltuvalt ühes lahtris olevate bittide arvust. Üheelemendilised ajamid on nende hulgast kiireimad ja vastupidavamad; need on ka säästlikumad.

Varased SSD-d kasutasid RAM-i tehnoloogiat, kuid see ei saanud püsida, sest kuigi need olid kiired, kaotasid nad andmed kohe, kui toide lõppes. See põhjustas andmete kadumise.

Seega töökindlam tehnoloogia tuli ja see oli välkmälu. Tahkisseadme välkmällu salvestatud andmed ei läinud voolu lõppedes kaduma, vaid need salvestati seadmesse.

Kuidas SSD töötab?

Arhitektuur

SSD-d on üles ehitatud välkmälutehnoloogiale, kasutades keerlevate ketaste ja mehaaniliste lugemis-/kirjutuspeade asemel integraallülitusi. SSD põhikomponentide hulka kuuluvad välkmälukiibid, kontroller, NAND-liides ja vahemälu.

Välkmälukiibid salvestavad elektrilaengute abil lendumatuid andmeid, mis on organiseeritud lehtedeks ja plokkideks. Kontroller haldab kõiki andmetoiminguid, tagades andmete terviklikkuse, optimeerides jõudlust ja pikendades SSD eluiga. NAND-liides ühendab välkmälukiibid kontrolleriga, võimaldades andmesidet.

Paljud SSD-d sisaldavad vahemälu, ajutist salvestusala sageli kasutatavate andmete jaoks. Vahemälu, mis on valmistatud kiirest muutmälust, nagu DRAM, parandab lugemis- ja kirjutamiskiirust, vähendades välkmälule juurdepääsu latentsust.

Need komponendid töötavad koos, et pakkuda SSD-dele kiiret, usaldusväärset ja tõhusat andmesalvestust, muutes need kaasaegses andmetöötluses populaarseks valikuks.

Kompkletis

Lisaks põhiarhitektuurile võivad SSD-d sisaldada lisakomponente, mis suurendavad funktsionaalsust, töökindlust ja liideste ühilduvust. Mõned tähelepanuväärsed komponendid hõlmavad soojusandureid, toitekadude kaitsemehhanisme ja krüpteerimisvõimalusi.

Temperatuuri jälgimiseks ja ülekuumenemise vältimiseks on SSD-desse integreeritud termoandurid. Need andurid annavad kontrollerile tagasisidet, võimaldades tal vajadusel jõudlust reguleerida või kaitsemeetmeid aktiveerida.

SSD-d võivad kasutada voolukatkestuse kaitsemehhanisme, et kaitsta andmeid ootamatute toitekatkeste korral. Need mehhanismid kasutavad ajutise toite saamiseks superkondensaatoreid või muid energiasalvestusseadmeid. See võimaldab kontrolleril salvestada kõik ootel olevad andmed välkmällu enne ohutut väljalülitamist.

Andmete turvalisuse tagamiseks pakuvad mõned SSD-d sisseehitatud riistvaralise krüptimise võimalusi. Need SSD-d kasutavad draivi kirjutatud andmete krüptimiseks krüpteerimisalgoritme, tagades salvestatud teabe turvalisuse ja kaitstuse volitamata juurdepääsu eest.

SSD ostujuhend

Võimsus

SSD võimsus viitab andmemahule, mida see suudab salvestada. SSD-sid on saadaval erineva mahuga, alates 128 GB kuni mitme terabaidini (TB). Mahtuvuse üle otsustamisel võtke arvesse oma salvestusvajadusi, sealhulgas operatsioonisüsteemi, rakenduste ja failide suurust. Kui kasutate arvutit peamiselt põhitoimingute jaoks ega vaja palju salvestusruumi, võib piisata väiksemast SSD-st, näiteks 256 GB või 512 GB. Kui aga töötate suurte meediumifailidega või vajate mängude, videotöötluse või professionaalsete rakenduste jaoks piisavalt salvestusruumi, valige suurem mahutavus, näiteks 1 TB või suurem.

Kiirus

SSD kiirus mängib süsteemi üldises jõudluses otsustavat rolli. SSD kiiruse määravad kaks peamist tegurit: lugemis- ja kirjutamiskiirus, mida nimetatakse järjestikusteks ja juhuslikeks kiirusteks. Järjestikused kiirused näitavad, kui kiiresti suudab draiv lugeda või kirjutada suuri külgnevaid andmeplokke, muutes need failiedastuse ja alglaadimisaegade jaoks oluliseks.

Teisest küljest mõõdavad juhuslikud kiirused draivi võimet juurde pääseda väiksematele hajutatud andmetele ja neid töödelda, mis on igapäevaste andmetöötlustoimingute jaoks, nagu rakenduste avamine ja multitegumtöö, ülioluline. Otsige suure järjestikuse ja juhusliku lugemis-/kirjutuskiirusega SSD-sid, et tagada sujuv ja reageeriv jõudlus.

Interface

SSD liides määrab, kuidas see ühendub teie arvuti emaplaadiga ning mõjutab selle ühilduvust ja jõudlust. SSD-de levinumad liidesed on SATA (Serial ATA) ja NVMe (Non-Volatile Memory Express). SATA SSD-d, mis on saadaval 2.5-tollise ja M.2-vormingus, pakuvad head jõudlust ja ühilduvad enamiku arvutitega.

Need on suurepärane valik neile, kes uuendavad traditsioonilistelt kõvaketastelt. M.2 vormingus NVMe SSD-d kasutavad liidest PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) ja pakuvad oluliselt suuremat kiirust kui SATA. Kui teie süsteem toetab NVMe-d, võib NVMe SSD kasuks otsustamine kaasa tuua märgatava jõudluse tõusu.

Brändi maine

Brändi maine on SSD-ketta ostmisel oluline tegur. Mainekad kaubamärgid seavad esikohale kvaliteedikontrolli, töökindluse ja klienditoe, tagades parema üldise kogemuse. Tuntud SSD tootjate hulka kuuluvad Samsung, Western Digital, Crucial, Kingston, Intel ja SanDisk. Brändi maine mõõtmiseks on soovitatav uurida klientide arvustusi, professionaalseid võrdlusaluseid ja usaldusväärsuse andmeid. Lisaks sisendavad pikemat garantiiperioodi pakkuvad kaubamärgid oma toodetesse rohkem usaldust.

Mis on NVMe?

NVM Express töötas välja esimese NVMe liidese. See sai alguse kümme aastat tagasi, aastal 2011. Liidese arendamise tung tekkis pärast seda, kui inimesed kogesid pooljuhtketaste puhul mõningaid puudusi.

Sarnaselt SSD-dele tuleb NVMe füüsiliselt salvestusmeediumiga sisestada.

Kuigi SSD-d saavad teostada ainult ühte päringu või käsu korraga, NVMe puhul see nii ei ole. Need võivad tuua tulemusi mitmest päringust ja käsust.

See vähendab ka latentsust ja tulemuste toomisel on minimaalne viivitus. Need on saadaval 2.5-tollistes kaartides, mis sobivad arvuti salvestussüsteemiga.

Esimene samm püsimälule juurdepääsuks kerkis esile Inteli arendajafoorumil 2007. aastal. See valmis 2008. aastal ja avaldati Inteli veebisaidil.

NVMe spetsifikatsioonide tegemisel osales üle 90 ettevõtte. Integreeritud seadmetehnoloogia tegi NVMe inimestele kaubanduslikult kättesaadavaks 2012. aasta augustis.

NVMe eelised

Kiiremad kiirused

NVMe pakub märkimisväärset andmeedastuskiirust, mis ületab traditsioonilised salvestusliidesed nagu SATA (Serial ATA). Kasutades PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) liidest, pakub NVMe otsest ja spetsiaalset teed salvestusseadme ja arvuti protsessori vahel. See otseühendus võimaldab kiiremat ja tõhusamat andmeedastust, parandades oluliselt lugemis- ja kirjutamiskiirust. NVMe abil saavad kasutajad kogeda kiiret alglaadimisaega, kiiret rakenduste käivitamist ja sujuvaid andmeedastustoiminguid.

Madalam latentsusaeg

Latentsus viitab ajale, mis kulub andmepäringu töötlemiseks. NVMe vähendab oluliselt latentsust võrreldes teiste salvestusprotokollidega. Traditsioonilised kõvakettad (HDD-d) ja isegi SATA SSD-d kannatavad mehaaniliste komponentide või liidese piirangute tõttu latentsusaja all.

NVMe on loodud latentsusaega minimeerima, kasutades sujuvamat käsukomplekti ja lühemat, otsesemat andmeteed. See latentsusaja vähenemine tähendab süsteemi paremat reageerimisvõimet, kiiremat juurdepääsu andmetele ja üldiselt paremat jõudlust, eriti latentsustundlikes rakendustes, nagu mängud, virtuaalreaalsus ja reaalajas andmetöötlus.

Kõrgem tõhusus

NVMe on väga tõhus nii energiatarbimise kui ka süsteemiressursside osas. NVMe täiustatud arhitektuur ja optimeeritud käsukomplekt vähendavad salvestusega seotud ülesannete töötlemiseks vajalikku protsessorit. See tõhusus suurendab süsteemi jõudlust ja vähendab energiatarbimist, mis on eriti kasulik sülearvutite, tahvelarvutite ja muude mobiilseadmete jaoks. NVMe-ga saavad kasutajad tänu väiksemale energiatarbimisele nautida pikemat aku kasutusaega ja jahedamat tööd.

Täiustatud mastaapsus

Skaleeritavus viitab salvestusvõimaluste laiendamisele või täiendamisele jõudlust kahjustamata. NVMe paistab selles aspektis silma, pakkudes traditsiooniliste salvestustehnoloogiatega võrreldes paremat mastaapsust. NVMe-draive saab hõlpsasti lisada või asendada ning mitut NVMe-draivi saab kombineerida erinevates konfiguratsioonides, näiteks RAID-iga (Redundant Array of Independent Disks), et luua suuremaid ja paindlikumaid salvestuslahendusi. See mastaapsus on ülioluline tänapäevaste andmetöötluskeskkondade jaoks, kus nõudlus salvestusmahu järele kasvab kiiresti.

NVMe kasutusjuhtumid

Tarbijarakendused

NVMe on muutunud tarbijarakendustes üha populaarsemaks, peamiselt tänu selle võimele pakkuda välkkiire salvestusjõudlust. Siin on mõned tavalised NVMe tarbijakasutusjuhtumid.

1. Mängimine: Mängijad saavad NVMe kiiremast kiirusest ja väiksemast latentsusest palju kasu. NVMe-salvestus võimaldab kiiremat mängude laadimisaega, sujuvaid üleminekuid tasemele ja väiksemat mängusisest viivitust, pakkudes sujuvat ja kaasahaaravat mängukogemust.
2. Sisu loomine. Professionaalid ja entusiastid, kes tegelevad sisu loomisega, nagu videotöötlus, 3D-modelleerimine ja graafiline disain, vajavad suurte failisuuruste käsitlemiseks kiiret salvestusruumi. NVMe võimaldab kiiremat renderdamist, kodeerimist ja andmeedastust, võimaldades tõhusamat töövoogu ja suurendada tootlikkust.
3. Meedia tarbimine: kõrge eraldusvõimega videosisu leviku tõttu tagab NVMe-salvestus sujuva taasesituse ja kiire juurdepääsu meediumifailidele, parandades üldist voogesituse ja multimeedia kogemust. Kasutajad saavad kiiresti laadida ja navigeerida suurtes meediumiteekides, parandades meediumirakenduste reageerimisvõimet.
4. Isiklik tootlikkus: NVMe kiirus ja madal latentsus parandavad süsteemi reageerimisvõimet, muutes igapäevased toimingud, nagu arvuti käivitamine, rakenduste käivitamine ja multitegumtöö palju kiiremaks ja sujuvamaks. See suurendab isiklikku tootlikkust, vähendades ooteaegu ja suurendades üldist tõhusust.

Ettevõtlusrakendused

1. Andmebaasisüsteemid: Andmebaasipõhised rakendused, nagu tehingute töötlemise süsteemid ja suurandmete analüüs, nõuavad suure jõudlusega salvestusruumi, et käsitleda suuri andmekogumeid ja tagada kiire juurdepääs andmetele. NVMe võimaldab kiiremat andmebaasipäringute töötlemist, täiustatud reaalajas analüütikat ja tõhusat andmehaldust, parandades äriülevaadet ja toimimist.
2. Virtualiseerimine ja pilvandmetöötlus: NVMe madal latentsusaeg ja kõrge skaleeritavus muudavad selle ideaalseks salvestuslahenduseks virtualiseeritud keskkondadele ja pilvandmetöötlusplatvormidele. See võimaldab virtuaalmasinate (VM) kiiret ettevalmistamist, kiiremat VM-i migratsiooni ja pilvepõhiste rakenduste paremat reageerimisvõimet, mis tagab parema kasutajakogemuse ja optimeeritud ressursside kasutamise.
3. Kõrgjõudlusega andmetöötlus (HPC): tööstusharud, mis tuginevad intensiivsetele arvutusülesannetele, nagu teadusuuringud, finantsmodelleerimine ja tehisintellekt, saavad NVMe kiirest salvestusruumist kasu. NVMe kiirendab andmetele juurdepääsu ja töötlemist, vähendades arvutusaega ning võimaldades kiiremat analüüsi ja otsuste tegemist.
4. Andmekeskused: NVMe-draivid pakuvad suuremat tihedust ja väiksemat energiatarbimist, mistõttu sobivad need andmekeskuste juurutamiseks. Nende tõhusus ja mastaapsus võimaldavad andmekeskustel pakkuda kiiremaid salvestusteenuseid, tulla toime kasvava töökoormusega ja optimeerida ressursside kasutamist, parandades andmekeskuse jõudlust ja vähendades tegevuskulusid.

Peamised erinevused SSD ja NVMe vahel

• Vormi faktor:
  • SSD-d (Solid State Drives) võivad olla erineva kujuga, sealhulgas SATA, mSATA ja M.2.
  • NVMe (Non-Volatile Memory Express) on spetsiaalselt SSD-de jaoks loodud protokoll ja seda kasutatakse tavaliselt koos vormiteguriga M.2.
• Liides:
  • SSD-d kasutavad SATA-liidest, mis on olnud salvestusseadmete ühendamise standard.
  • NVMe kasutab liidest PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), pakkudes SATA-ga võrreldes kiiremat andmeedastuskiirust.
• Kiirus:
  • SSD-d pakuvad suhteliselt kiiret andmeedastuskiirust, kusjuures SATA SSD-del on NVMe SSD-dega võrreldes väiksem kiirus.
  • NVMe SSD-d võimendavad PCIe liidest, pakkudes SATA SSD-dega võrreldes oluliselt suuremat andmeedastuskiirust.
• Latentsus:
  • NVMe SSD-del on väiksem latentsusaeg võrreldes SATA SSD-dega, kuna NVMe-protokoll on optimeeritud väikese latentsusega juurdepääsuks salvestusruumile.
• Järjekorra sügavus:
  • NVMe toetab suuremat järjekorra sügavust, võimaldades paremat paralleelsust ja paremat jõudlust mitme samaaegse andmepäringu käsitlemisel võrreldes SATA-d kasutavate SSD-dega.
• Performance:
  • NVMe SSD-d pakuvad SATA SSD-dega võrreldes suuremat üldist jõudlust nii järjestikuse kui ka juhusliku lugemis-/kirjutuskiiruse osas.
• Ühilduvus:
  • SATA liidest kasutavad SSD-d ühilduvad laiemalt vanemate süsteemidega, kuna SATA on juba ammu väljakujunenud standard.
  • NVMe võib oma võimaluste täielikuks kasutamiseks vajada ühilduvat emaplaati ja BIOS-i, mis võib piirata ühilduvust vanemate süsteemidega.
• Energiatarve:
  • NVMe SSD-d kipuvad olema mõne SATA SSD-ga võrreldes energiasäästlikumad, kuna NVMe-protokoll on loodud andmeedastuse ajal energiatarbimise optimeerimiseks.
• Hind:
  • Üldiselt on SATA SSD-d NVMe SSD-dega võrreldes eelarvesõbralikumad, muutes need kuluefektiivseks valikuks vähem nõudlike jõudlusnõuetega kasutajatele.
• Kasutusjuhtumid:
  • SATA SSD-d sobivad igapäevasteks arvutitöödeks, pakkudes head tasakaalu kiiruse ja kulude vahel.
  • NVMe SSD-d sobivad ideaalselt suure jõudlusega andmetöötluseks, mängimiseks ja muudeks rakendusteks, kus kiirem andmeedastuskiirus on ülioluline.

viited

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/ 

Viimati värskendatud: 02. märts 2024