SSD vs NVMe : différence et comparaison

SSD (Solid State Drive) et NVMe (Non-Volatile Memory Express) sont deux types de technologies de stockage. Alors que les SSD utilisent la mémoire flash NAND et se connectent via SATA ou d'autres interfaces, NVMe est un protocole spécialement conçu pour une communication plus rapide entre le stockage et le système, en utilisant l'interface PCIe. Les disques NVMe offrent des vitesses de transfert de données nettement supérieures à celles des SSD traditionnels, ce qui les rend adaptés aux tâches nécessitant un accès rapide à de grandes quantités de données.

Faits marquants

1. Les disques NVMe offrent des vitesses plus rapides que les SSD traditionnels grâce à leur interface avancée, permettant de transférer plus de données en moins de temps.
2. Les SSD ont un facteur de forme plus grand et peuvent être utilisés dans une plus large gamme d'appareils, tandis que les disques NVMe sont plus petits et mieux adaptés aux systèmes hautes performances.
3. Bien que les disques NVMe soient plus chers que les SSD traditionnels, leurs vitesses plus rapides et leurs performances améliorées en font un meilleur choix pour les utilisateurs qui ont besoin de solutions de stockage à haut débit.

Différence entre SSD et NVMe

La différence entre SSD et NVMe est que SSD stocke les données à l'aide de circuits intégrés, tandis que NVMe est une interface permettant d'accéder aux données stockées à grande vitesse. NVMe est beaucoup plus avancé que SSD et est donc plus rapide et mieux crypté que ce dernier. Mais cela ne signifie pas que NVMe est parfait et présente des inconvénients. 

Tableau de comparaison pour SSD contre NVMe

Fonctionnalité	SSD	NVMe
Interface:	SATA III (le plus courant), PCIe (moins courant)	PCIe
Taux de transfert de données :	Jusqu'à 6 Gbit/s (SATA)	Jusqu'à 32 Gbit/s (PCIe 4.0)
Files d'attente de commandes :	File d'attente unique avec 32 commandes	Jusqu'à 65,535 65,536 files d'attente avec XNUMX XNUMX commandes par file d'attente
Latence:	Inférieur au disque dur, supérieur au NVMe	Nettement inférieur à celui du SSD et du disque dur SATA
Consommation d'énergie:	Inférieur au disque dur	Légèrement supérieur au SSD SATA, inférieur au disque dur au repos
Facteurs de forme:	2.5 pouces, M.2, SATA mSATA	M.2, U.2
Prix:	Généralement moins cher	Généralement plus cher
Idéal pour:	Tâches quotidiennes, jeu modéré	Tâches performantes, jeux exigeants, postes de travail

Qu'est-ce que le SSD?

SanDisk a d'abord introduit un disque SSD. Il peut être appelé un périphérique à semi-conducteurs ou un disque à semi-conducteurs.

Lorsqu'il a été introduit pour la première fois en 1991, il ne pouvait stocker que 20 Mo de données. De nos jours, ces disques peuvent stocker environ 60 à 100 To de données.

Ces disques ne peuvent pas être facilement endommagés physiquement et sont plus résistants aux chocs. Leur temps d'accès est rapide et ils ne nécessitent pas la rotation du disque pour fonctionner.

Les performances des différents lecteurs peuvent varier en fonction du nombre de bits présents dans une cellule. Les disques à cellule unique sont les plus rapides et les plus durables d'entre eux ; ils sont aussi plus économiques.

Les premiers SSD utilisaient la technologie de la RAM, mais cela ne pouvait pas persister car bien qu'ils soient rapides, ils perdaient des données dès que l'alimentation était épuisée. Cela a causé la perte de données.

D'où une technologie plus fiable dû être trouvé, et c'était la mémoire flash. Les données, lorsqu'elles étaient stockées dans la mémoire flash du lecteur à état solide, n'étaient pas perdues en cas de panne de courant, mais étaient stockées à l'intérieur de l'appareil.

Comment fonctionne le SSD ?

Architecture

Les SSD sont construits autour de la technologie de mémoire flash, utilisant des circuits intégrés au lieu de disques rotatifs et de têtes de lecture/écriture mécaniques. Les composants clés d'un SSD comprennent des puces de mémoire flash, un contrôleur, une interface NAND et un cache.

Les puces de mémoire flash stockent des données non volatiles à l'aide de charges électriques, organisées en pages et en blocs. Le contrôleur gère toutes les opérations de données, garantissant l'intégrité des données, optimisant les performances et prolongeant la durée de vie du SSD. L'interface NAND connecte les puces de mémoire flash au contrôleur, permettant la communication de données.

De nombreux SSD intègrent un cache, une zone de stockage temporaire pour les données fréquemment consultées. Le cache, constitué de mémoire volatile à haute vitesse comme la DRAM, améliore les vitesses de lecture et d'écriture en réduisant la latence lors de l'accès à la mémoire flash.

Ces composants fonctionnent ensemble pour fournir un stockage de données rapide, fiable et efficace dans les SSD, ce qui en fait un choix populaire dans l'informatique moderne.

Composantes

En plus de l'architecture de base, les SSD peuvent incorporer des composants supplémentaires qui améliorent la fonctionnalité, la fiabilité et la compatibilité de l'interface. Certains composants notables incluent des capteurs thermiques, des mécanismes de protection contre les coupures de courant et des capacités de cryptage.

Des capteurs thermiques sont intégrés aux SSD pour surveiller la température et éviter la surchauffe. Ces capteurs fournissent des informations au contrôleur, lui permettant d'ajuster les performances ou d'activer des mesures de protection en cas de besoin.

Les SSD peuvent utiliser des mécanismes de protection contre les coupures de courant pour protéger les données lors de pannes de courant soudaines. Ces mécanismes utilisent des supercondensateurs ou d'autres dispositifs de stockage d'énergie pour fournir une alimentation temporaire. Cela permet au contrôleur d'enregistrer toutes les données en attente dans la mémoire flash avant de s'arrêter en toute sécurité.

Pour la sécurité des données, certains SSD offrent des capacités de chiffrement matériel intégrées. Ces SSD utilisent des algorithmes de chiffrement pour chiffrer les données écrites sur le disque, garantissant que les informations stockées restent sécurisées et protégées contre tout accès non autorisé.

Guide d'achat SSD

Compétences

La capacité d'un SSD fait référence à la quantité de données qu'il peut stocker. Les SSD sont disponibles en différentes capacités, allant de 128 Go à plusieurs téraoctets (To). Lorsque vous décidez de la capacité, tenez compte de vos besoins en stockage, y compris la taille de votre système d'exploitation, de vos applications et de vos fichiers. Si vous utilisez principalement votre ordinateur pour des tâches de base et que vous n'avez pas besoin d'un espace de stockage important, un SSD plus petit comme 256 Go ou 512 Go peut suffire. Cependant, si vous travaillez avec des fichiers multimédias volumineux ou si vous avez besoin d'un espace de stockage suffisant pour les jeux, le montage vidéo ou les applications professionnelles, optez pour des capacités plus importantes comme 1 To ou plus.

Vitesse

La vitesse du SSD joue un rôle crucial dans les performances globales du système. Deux facteurs principaux déterminent la vitesse d'un SSD : les vitesses de lecture et d'écriture, appelées vitesses séquentielles et aléatoires. Les vitesses séquentielles indiquent la rapidité avec laquelle le lecteur peut lire ou écrire des blocs de données volumineux et contigus, ce qui les rend importants pour les transferts de fichiers et les temps de démarrage.

D'autre part, les vitesses aléatoires mesurent la capacité du disque à accéder et à traiter des données plus petites et dispersées, ce qui est vital pour les tâches informatiques quotidiennes, telles que l'ouverture d'applications et le multitâche. Recherchez des SSD avec des vitesses de lecture/écriture séquentielles et aléatoires élevées pour garantir des performances fluides et réactives.

Interfaces

L'interface d'un SSD détermine la manière dont il se connecte à la carte mère de votre ordinateur et affecte sa compatibilité et ses performances. Les interfaces les plus courantes pour les SSD sont SATA (Serial ATA) et NVMe (Non-Volatile Memory Express). Les SSD SATA, disponibles en formats 2.5 pouces et M.2, offrent de bonnes performances et sont compatibles avec la plupart des ordinateurs.

Ils constituent un excellent choix pour ceux qui mettent à niveau leurs disques durs traditionnels. Les SSD NVMe, au format M.2, utilisent l'interface PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) et offrent des vitesses nettement plus rapides que celles du SATA. Si votre système prend en charge NVMe, opter pour un SSD NVMe peut entraîner une amélioration notable des performances.

Image de marque

La réputation de la marque est un facteur important à prendre en compte lors de l’achat d’un SSD. Les marques réputées donnent la priorité au contrôle de la qualité, à la fiabilité et au support client, garantissant ainsi une meilleure expérience globale. Les fabricants de SSD bien connus incluent Samsung, Western Digital, Crucial, Kingston, Intel et SanDisk. Il est conseillé de rechercher des avis clients, des références professionnelles et des données de fiabilité pour évaluer la réputation d'une marque. De plus, les marques qui offrent des périodes de garantie plus longues inspirent davantage de confiance dans leurs produits.

Qu'est-ce que NVMe?

NVM Express a développé la première interface NVMe. Cela a commencé il y a dix ans, en 2011. L'envie de développer l'interface est venue après que les gens aient rencontré quelques inconvénients avec les disques SSD.

Comme pour les SSD, le NVMe doit être inséré physiquement avec le support de stockage.

Alors que les SSD ne peuvent effectuer qu'un seul question ou commande à la fois, ce n'est pas le cas avec NVMe. Ils peuvent apporter des résultats à partir de plusieurs requêtes et commandes.

Cela réduit également la latence et il y a un délai minimum lors de la récupération des résultats. Ils viennent dans des cartes de 2.5 pouces qui s'intègrent dans le système de stockage de l'ordinateur.

Le premier tremplin pour accéder à la mémoire non volatile a émergé lors du forum des développeurs Intel en 2007. Il a été achevé en 2008 et publié sur le site Web d'Intel.

Plus de 90 entreprises ont participé à l'élaboration des spécifications de la NVMe. Integrated Device Technology a rendu le NVMe disponible dans le commerce en août 2012.

Avantages NVMe

Des vitesses plus rapides

NVMe offre des vitesses de transfert de données remarquables qui dépassent les interfaces de stockage traditionnelles telles que SATA (Serial ATA). En tirant parti de l'interface PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), NVMe fournit une voie directe et dédiée entre le périphérique de stockage et le processeur de l'ordinateur. Cette connexion directe permet des transferts de données plus rapides et plus efficaces, améliorant considérablement les vitesses de lecture et d'écriture. Avec NVMe, les utilisateurs peuvent bénéficier de temps de démarrage rapides, de lancements d'applications rapides et d'opérations de transfert de données transparentes.

Latence plus faible

La latence fait référence au temps qu'il faut pour qu'une demande de données soit traitée. NVMe réduit considérablement la latence par rapport aux autres protocoles de stockage. Les disques durs traditionnels (HDD) et même les SSD SATA souffrent de latence due aux composants mécaniques ou aux limitations de l'interface.

NVMe est conçu pour minimiser la latence en utilisant un jeu de commandes rationalisé et un chemin de données plus court et plus direct. Cette réduction de la latence se traduit par une meilleure réactivité du système, un accès plus rapide aux données et de meilleures performances globales, en particulier dans les applications sensibles à la latence telles que les jeux, la réalité virtuelle et le traitement des données en temps réel.

Efficacité plus élevée

NVMe est très efficace en termes de consommation d'énergie et de ressources système. L'architecture rationalisée et le jeu de commandes optimisé de NVMe minimisent la surcharge du processeur requise pour traiter les tâches liées au stockage. Cette efficacité améliore les performances du système et réduit la consommation d'énergie, ce qui est particulièrement avantageux pour les ordinateurs portables, les tablettes et autres appareils mobiles. Avec NVMe, les utilisateurs peuvent profiter d'une durée de vie de la batterie plus longue et d'un fonctionnement plus frais grâce à une consommation d'énergie réduite.

Évolutivité améliorée

L'évolutivité fait référence à l'extension ou à la mise à niveau des capacités de stockage sans compromettre les performances. NVMe excelle dans cet aspect, offrant une évolutivité supérieure par rapport aux technologies de stockage traditionnelles. Les disques NVMe peuvent être facilement ajoutés ou remplacés, et plusieurs disques NVMe peuvent être combinés dans diverses configurations, telles que RAID (Redundant Array of Independent Disks), pour créer des solutions de stockage plus grandes et plus flexibles. Cette évolutivité est cruciale pour les environnements informatiques modernes, où la demande de capacité de stockage augmente rapidement.

Cas d'utilisation NVMe

Applications grand public

NVMe est devenu de plus en plus populaire dans les applications grand public, principalement en raison de sa capacité à fournir des performances de stockage ultra-rapides. Voici quelques cas d'utilisation courants pour NVMe :

1. Jeux : les joueurs peuvent grandement bénéficier des vitesses plus rapides et de la latence plus faible de NVMe. Le stockage NVMe permet des temps de chargement de jeu plus rapides, des transitions de niveau fluides et un décalage réduit dans le jeu, offrant une expérience de jeu fluide et immersive.
2. Création de contenu : les professionnels et les passionnés impliqués dans la création de contenu, tels que le montage vidéo, la modélisation 3D et la conception graphique, ont besoin d'un stockage à grande vitesse pour gérer des fichiers de grande taille. NVMe permet un rendu, un encodage et un transfert de données plus rapides, permettant des flux de travail plus efficaces et une productivité accrue.
3. Consommation multimédia : avec la prolifération du contenu vidéo haute résolution, le stockage NVMe garantit une lecture fluide et un accès rapide aux fichiers multimédia, améliorant ainsi l'expérience globale de diffusion et multimédia. Les utilisateurs peuvent rapidement charger et parcourir de grandes bibliothèques multimédias, améliorant ainsi la réactivité des applications multimédias.
4. Productivité personnelle : la vitesse et la faible latence de NVMe améliorent la réactivité du système, ce qui rend les tâches quotidiennes telles que le démarrage de l'ordinateur, le lancement d'applications et le multitâche beaucoup plus rapides et plus fluides. Cela améliore la productivité personnelle en réduisant les temps d'attente et en augmentant l'efficacité globale.

Applications de l'entreprise

1. Systèmes de bases de données : les applications basées sur des bases de données, telles que les systèmes de traitement des transactions et l'analyse de données volumineuses, nécessitent un stockage hautes performances pour gérer des ensembles de données volumineux et garantir un accès rapide aux données. NVMe permet un traitement plus rapide des requêtes de base de données, des analyses en temps réel améliorées et une gestion efficace des données, améliorant ainsi les informations commerciales et l'efficacité opérationnelle.
2. Virtualisation et Cloud Computing : La faible latence et la grande évolutivité de NVMe en font une solution de stockage idéale pour les environnements virtualisés et les plateformes de cloud computing. Il permet un provisionnement rapide des machines virtuelles (VM), une migration plus rapide des VM et une meilleure réactivité des applications basées sur le cloud, conduisant à de meilleures expériences utilisateur et à une utilisation optimisée des ressources.
3. Calcul haute performance (HPC) : les industries qui s'appuient sur des tâches de calcul intensives, telles que la recherche scientifique, la modélisation financière et l'intelligence artificielle, peuvent bénéficier du stockage haute vitesse de NVMe. NVMe accélère l'accès et le traitement des données, réduit le temps de calcul et permet une analyse et une prise de décision plus rapides.
4. Centres de données : les disques NVMe offrent une densité plus élevée et une consommation d'énergie réduite, ce qui les rend adaptés aux déploiements de centres de données. Leur efficacité et leur évolutivité permettent aux centres de données de fournir des services de stockage plus rapides, de gérer des charges de travail croissantes et d'optimiser l'utilisation des ressources, améliorant ainsi les performances du centre de données et réduisant les coûts d'exploitation.

Principales différences entre SSD et NVMe

• Facteur de forme:
  • Les SSD (Solid State Drives) peuvent se présenter sous différents formats, notamment SATA, mSATA et M.2.
  • NVMe (Non-Volatile Memory Express) est un protocole conçu spécifiquement pour les SSD et est couramment utilisé avec le facteur de forme M.2.
• Interface:
  • Les SSD utilisent l'interface SATA, qui est une norme pour connecter des périphériques de stockage.
  • NVMe utilise l'interface PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), offrant des taux de transfert de données plus rapides que SATA.
• La vitesse:
  • Les SSD offrent des vitesses de transfert de données relativement rapides, les SSD SATA ayant des vitesses inférieures à celles des SSD NVMe.
  • Les SSD NVMe exploitent l'interface PCIe, offrant des vitesses de transfert de données nettement supérieures à celles des SSD SATA.
• Latence:
  • Les SSD NVMe ont une latence inférieure à celle des SSD SATA, car le protocole NVMe est optimisé pour un accès au stockage à faible latence.
• Profondeur de la file d'attente :
  • NVMe prend en charge des profondeurs de file d'attente plus élevées, permettant un meilleur parallélisme et des performances améliorées dans la gestion de plusieurs demandes de données simultanées par rapport aux SSD utilisant SATA.
• Performance :
  • Les SSD NVMe offrent des performances globales plus élevées en termes de vitesses de lecture/écriture séquentielles et aléatoires par rapport aux SSD SATA.
• Compatibilité:
  • Les SSD utilisant l'interface SATA sont plus largement compatibles avec les systèmes plus anciens, car SATA est une norme établie de longue date.
  • NVMe peut nécessiter une carte mère et un BIOS compatibles pour tirer pleinement parti de ses capacités, ce qui peut limiter la compatibilité avec les systèmes plus anciens.
• Consommation d'énergie:
  • Les SSD NVMe ont tendance à être plus économes en énergie que certains SSD SATA, car le protocole NVMe est conçu pour optimiser la consommation d'énergie lors des transferts de données.
• Prix:
  • Généralement, les SSD SATA sont plus économiques que les SSD NVMe, ce qui en fait une option rentable pour les utilisateurs ayant des exigences de performances moins exigeantes.
• Cas d'utilisation:
  • Les SSD SATA conviennent aux tâches informatiques quotidiennes, offrant un bon équilibre entre vitesse et coût.
  • Les SSD NVMe sont idéaux pour les tâches informatiques hautes performances, les jeux et d'autres applications où des vitesses de transfert de données plus rapides sont cruciales.

Bibliographie

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3. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8416843/ 

Dernière mise à jour : 02 mars 2024