ССД против НВМе: разлика и поређење

ССД (Солид Стате Дриве) и НВМе (Нон-Волатиле Мемори Екпресс) су обе врсте технологија за складиштење података. Док ССД-ови користе НАНД флеш меморију и повезују се преко САТА или других интерфејса, НВМе је протокол посебно дизајниран за бржу комуникацију између складишта и система, користећи ПЦИе интерфејс. НВМе дискови нуде знатно веће брзине преноса података у поређењу са традиционалним ССД дисковима, што их чини погодним за задатке који захтевају брз приступ великим количинама података.

Кључне Такеаваис

1. НВМе дискови нуде веће брзине од традиционалних ССД-ова због свог напредног интерфејса, омогућавајући пренос више података за краће време.
2. ССД дискови имају већи фактор форме и могу се користити у ширем спектру уређаја, док су НВМе дискови мањи и погоднији за системе високих перформанси.
3. Иако су НВМе дискови скупљи од традиционалних ССД-ова, њихове веће брзине и побољшане перформансе чине их бољим избором за кориснике којима су потребна решења за складиштење велике брзине.

Разлика између ССД-а и НВМе-а

Разлика између ССД-а и НВМе-а је у томе што ССД складишти податке користећи интегрисана кола, док је НВМе интерфејс за приступ сачуваним подацима великом брзином. НВМе је далеко напреднији од ССД-а и стога је бржи и боље шифрован од овог другог. Али то не значи да је НВМе беспрекоран и да има било какве недостатке. 

Упоредна табела за ССД вс НВМе

одлика	ССД	НВМе
Интерфејс:	САТА ИИИ (најчешћи), ПЦИе (ређе)	ПЦИ
Стопе преноса података:	До 6 Гбпс (САТА)	До 32 Гбпс (ПЦИе 4.0)
Редови команди:	Један ред са 32 команде	До 65,535 редова са 65,536 команди по реду
Латентност:	Ниже од ХДД-а, веће од НВМе	Знатно ниже од САТА ССД-а и ХДД-а
Потрошња:	Ниже од ХДД-а	Нешто више од САТА ССД-а, ниже од ХДД-а у мировању
Фактори облика:	2.5 инча, М.2, САТА мСАТА	М.2, У.2
Цена:	Генерално јефтиније	Генерално скупље
Најприкладније за:	Свакодневни задаци, умерено играње	Задаци високих перформанси, захтевно играње игара, радне станице

Шта је ССД?

СанДиск је први представио ССД уређај. Може се назвати солид-стате уређајем или солид-стате диском.

Када је први пут представљен 1991. године, могао је да складишти само до 20 МБ података. Данас ови дискови могу да складиште око 60-100 ТБ података.

Ови дискови се не могу лако физички оштетити и отпорнији су на ударце. Њихово време приступа је брзо и не захтевају окретање диска за покретање.

Перформансе различитих драјвова могу да варирају у зависности од броја битова присутних у једној ћелији. Једноћелијски погони су најбржи и најиздржљивији међу њима; такође су економичнији.

Рани ССД-ови су користили технологију РАМ-а, али то није могло да опстане јер су, иако су били брзи, губили податке чим је нестало струје. То је изазвало губитак података.

Отуда поузданија технологија је морао да и то је била флеш меморија. Подаци, када су ускладиштени у флеш меморији ССД уређаја, нису изгубљени пошто је нестало струје, већ су сачувани унутар уређаја.

Како ради ССД?

Архитектура

ССД-ови су изграђени око технологије флеш меморије, користећи интегрисана кола уместо окретних дискова и механичких глава за читање/писање. Кључне компоненте ССД-а укључују чипове флеш меморије, контролер, НАНД интерфејс и кеш меморију.

Чипови флеш меморије складиште податке који су непроменљиви помоћу електричних набоја, организованих у странице и блокове. Контролер управља свим операцијама података, обезбеђујући интегритет података, оптимизујући перформансе и продужавајући животни век ССД-а. НАНД интерфејс повезује чипове флеш меморије са контролером, омогућавајући комуникацију података.

Многи ССД дискови садрже кеш меморију, привремену област за складиштење података којима се често приступа. Кеш меморија, направљена од брзе нестабилне меморије као што је ДРАМ, побољшава брзину читања и писања смањујући кашњење приликом приступа флеш меморији.

Ове компоненте раде заједно како би обезбедиле брзо, поуздано и ефикасно складиштење података у ССД-овима, што их чини популарним избором у модерном рачунарству.

komponente

Поред основне архитектуре, ССД дискови могу да уграде додатне компоненте које побољшавају функционалност, поузданост и компатибилност интерфејса. Неке значајне компоненте укључују термалне сензоре, механизме заштите од губитка енергије и могућности шифровања.

Термални сензори су интегрисани у ССД дискове за праћење температуре и спречавање прегревања. Ови сензори дају повратну информацију контролеру, омогућавајући му да прилагоди перформансе или активира заштитне мере када је то потребно.

ССД дискови могу користити механизме заштите од губитка напајања за заштиту података током изненадних нестанка струје. Ови механизми користе суперкондензаторе или друге уређаје за складиштење енергије да обезбеде привремену снагу. Ово омогућава контролеру да сачува све податке на чекању у флеш меморију пре безбедног искључивања.

Ради безбедности података, неки ССД дискови нуде уграђене могућности хардверског шифровања. Ови ССД дискови користе алгоритме за шифровање за шифровање података уписаних на диск, обезбеђујући да ускладиштене информације остану безбедне и заштићене од неовлашћеног приступа.

Водич за куповину ССД-а

Капацитет

Капацитет ССД-а се односи на количину података коју може да ускладишти. ССД дискови су доступни у различитим капацитетима, у распону од 128 ГБ до неколико терабајта (ТБ). Када одлучујете о капацитету, узмите у обзир ваше захтеве за складиштење, укључујући величину вашег оперативног система, апликација и датотека. Ако рачунар првенствено користите за основне задатке и не захтевате велики простор за складиштење, мањи ССД попут 256 ГБ или 512 ГБ може бити довољан. Међутим, ако радите са великим медијским датотекама или вам је потребно довољно простора за играње игара, уређивање видео записа или професионалне апликације, одлучите се за веће капацитете попут 1ТБ или више.

Убрзати

Брзина ССД-а игра кључну улогу у укупним перформансама система. Два главна фактора одређују брзину ССД-а: брзине читања и писања, које се називају секвенцијална и насумична брзина. Секвенцијалне брзине показују колико брзо диск јединица може читати или писати велике, узастопне блокове података, што их чини важним за пренос датотека и времена покретања.

С друге стране, насумичне брзине мере способност диск јединице да приступи и обради мање, раштркане податке, што је од виталног значаја за свакодневне рачунарске задатке, као што су отварање апликација и мултитаскинг. Потражите ССД дискове са високим секвенцијалним и насумичним брзинама читања/писања да бисте обезбедили глатке и брзе перформансе.

Интерфејс

Интерфејс ССД-а одређује како се повезује са матичном плочом вашег рачунара и утиче на његову компатибилност и перформансе. Најчешћи интерфејси за ССД дискове су САТА (Сериал АТА) и НВМе (Нон-Волатиле Мемори Екпресс). САТА ССД дискови, доступни у 2.5-инчним и М.2 факторима облика, нуде добре перформансе и компатибилни су са већином рачунара.

Они су одличан избор за оне који надоградњују са традиционалних чврстих дискова. НВМе ССД-ови, у М.2 фактору форме, користе ПЦИе (Перипхерал Цомпонент Интерцоннецт Екпресс) интерфејс и пружају знатно веће брзине од САТА. Ако ваш систем подржава НВМе, одабир НВМе ССД-а може довести до приметног повећања перформанси.

Углед марке

Репутација бренда је важан фактор који треба узети у обзир приликом куповине ССД-а. Реномирани брендови дају приоритет контроли квалитета, поузданости и корисничкој подршци, обезбеђујући боље целокупно искуство. Познати произвођачи ССД-а укључују Самсунг, Вестерн Дигитал, Цруциал, Кингстон, Интел и СанДиск. Препоручљиво је истражити рецензије купаца, професионалне стандарде и податке о поузданости да бисте проценили репутацију бренда. Поред тога, брендови који нуде дуже гарантне периоде уливају више поверења у своје производе.

Шта је НВМе?

НВМ Екпресс је развио први НВМе интерфејс. Почело је пре десет година, 2011. Порив за развојем интерфејса дошао је након што су људи искусили неке недостатке са ССД уређајима.

Слично ССД дисковима, НВМе мора бити физички уметнут са медијумом за складиштење.

Док ССД дискови могу да изврше само један питање или команду по једну, то није случај са НВМе. Они могу донети резултате из више упита и команди.

Ово такође смањује кашњење и постоји минимално кашњење приликом преузимања резултата. Долазе у 2.5-инчним картицама које се уклапају у систем за складиштење рачунара.

Прва одскочна даска за приступ трајној меморији појавила се на Интеловом форуму за програмере 2007. године. Завршена је 2008. и објављена на Интеловој веб страници.

У изради спецификација НВМе учествовало је више од 90 компанија. Интегрисана технологија уређаја учинила је НВМе комерцијално доступним људима у августу 2012.

Предности НВМе

Брже брзине

НВМе пружа изузетне брзине преноса података које превазилазе традиционалне интерфејсе за складиштење података као што је САТА (Сериал АТА). Користећи ПЦИе (Перипхерал Цомпонент Интерцоннецт Екпресс) интерфејс, НВМе обезбеђује директан и наменски пут између уређаја за складиштење и ЦПУ рачунара. Ова директна веза омогућава бржи и ефикаснији пренос података, значајно побољшавајући брзину читања и писања. Уз НВМе, корисници могу искусити брзо покретање, брзо покретање апликација и беспрекорне операције преноса података.

Ловер Латенци

Латенција се односи на време које је потребно да се захтев за податке обради. НВМе значајно смањује кашњење у поређењу са другим протоколима за складиштење. Традиционални хард дискови (ХДД), па чак и САТА ССД дискови пате од кашњења због механичких компоненти или ограничења интерфејса.

НВМе је дизајниран да минимизира кашњење коришћењем поједностављеног скупа команди и краће, директније путање података. Ово смањење кашњења се преводи у побољшани одзив система, бржи приступ подацима и свеукупно боље перформансе, посебно у апликацијама осетљивим на кашњење као што су игре, виртуелна стварност и обрада података у реалном времену.

Већа ефикасност

НВМе је веома ефикасан у погледу потрошње енергије и системских ресурса. Поједностављена архитектура и оптимизовани скуп команди НВМе минимизирају оптерећење ЦПУ-а потребно за обраду задатака у вези са складиштењем. Ова ефикасност побољшава перформансе система и резултира мањом потрошњом енергије, што је посебно корисно за лаптопове, таблете и друге мобилне уређаје. Уз НВМе, корисници могу уживати у дужем трајању батерије и хладнијем раду због смањене потрошње енергије.

Побољшана скалабилност

Скалабилност се односи на проширење или надоградњу могућности складиштења без угрожавања перформанси. НВМе се истиче у овом аспекту, нудећи супериорну скалабилност у поређењу са традиционалним технологијама складиштења. НВМе дискови се могу лако додати или заменити, а више НВМе дискова се може комбиновати у различитим конфигурацијама, као што је РАИД (Редундант Арраи оф Индепендент Дискс), како би се створила већа и флексибилнија решења за складиштење. Ова скалабилност је кључна за савремена рачунарска окружења, где потражња за капацитетом за складиштење брзо расте.

Случајеви употребе НВМе

Потрошачке апликације

НВМе је постао све популарнији у потрошачким апликацијама, првенствено због своје способности да обезбеди муњевито брзе перформансе складиштења. Ево неких уобичајених случајева потрошачке употребе за НВМе:

1. Игре: Играчи могу имати велике користи од НВМе-ових већих брзина и мањег кашњења. НВМе складиште омогућава краће време учитавања игре, беспрекорне прелазе нивоа и смањено кашњење у игри, пружајући глатко и импресивно искуство играња.
2. Креирање садржаја: Професионалци и ентузијасти укључени у креирање садржаја, као што су уређивање видео записа, 3Д моделирање и графички дизајн, захтевају складиште велике брзине за руковање великим величинама датотека. НВМе омогућава брже приказивање, кодирање и пренос података, омогућавајући ефикаснији радни ток и повећану продуктивност.
3. Потрошња медија: Уз ширење видео садржаја високе резолуције, НВМе складиште обезбеђује глатку репродукцију и брз приступ медијским датотекама, побољшавајући целокупно стриминг и мултимедијално искуство. Корисници могу брзо учитавати и кретати се кроз велике библиотеке медија, побољшавајући одзив медијских апликација.
4. Лична продуктивност: НВМе-ова брзина и ниско кашњење побољшавају одзив система, чинећи свакодневне задатке попут покретања рачунара, покретања апликација и обављања више задатака много бржим и лакшим. Ово повећава личну продуктивност смањењем времена чекања и повећањем укупне ефикасности.

Ентерприсе Апплицатионс

1. Системи база података: Апликације вођене базама података, као што су системи за обраду трансакција и аналитика великих података, захтевају складиште високих перформанси за руковање огромним скуповима података и обезбеђивање брзог приступа подацима. НВМе омогућава бржу обраду упита базе података, побољшану аналитику у реалном времену и ефикасно управљање подацима, побољшавајући пословне увиде и оперативну ефикасност.
2. Виртуелизација и рачунарство у облаку: Ниска латенција и висока скалабилност НВМе-а чине га идеалним решењем за складиштење за виртуелизована окружења и платформе за рачунарство у облаку. Омогућава брзо обезбеђивање виртуелних машина (ВМ), бржу миграцију ВМ-а и побољшани одзив апликација заснованих на облаку, што доводи до бољег корисничког искуства и оптимизованог коришћења ресурса.
3. Рачунарство високих перформанси (ХПЦ): Индустрије које се ослањају на интензивне рачунарске задатке, као што су научна истраживања, финансијско моделирање и вештачка интелигенција, могу имати користи од НВМе-овог брзог складиштења података. НВМе убрзава приступ подацима и њихову обраду, смањујући време рачунања и омогућавајући бржу анализу и доношење одлука.
4. Дата центри: НВМе дискови нуде већу густину и мању потрошњу енергије, што их чини погодним за примену у дата центрима. Њихова ефикасност и скалабилност омогућавају центрима података да испоручују брже услуге складиштења, носе све веће оптерећење и оптимизују коришћење ресурса, побољшавајући перформансе центра података и смањујући оперативне трошкове.

Главне разлике између ССД-а и НВМе-а

• Фактор форме:
  • ССД-ови (Солид Стате Дривес) могу бити у различитим облицима, укључујући САТА, мСАТА и М.2.
  • НВМе (Нон-Волатиле Мемори Екпресс) је протокол дизајниран посебно за ССД и обично се користи са фактором М.2 форме.
• Интерфејс:
  • ССД дискови користе САТА интерфејс, који је био стандард за повезивање уређаја за складиштење података.
  • НВМе користи ПЦИе (Перипхерал Цомпонент Интерцоннецт Екпресс) интерфејс, пружајући брже брзине преноса података у поређењу са САТА.
• Спеед:
  • ССД-ови нуде релативно велике брзине преноса података, при чему САТА ССД-ови имају мање брзине у поређењу са НВМе ССД-овима.
  • НВМе ССД-ови користе ПЦИе интерфејс, обезбеђујући знатно веће брзине преноса података у поређењу са САТА ССД-овима.
• Латентност:
  • НВМе ССД дискови имају мање кашњење у поређењу са САТА ССД дисковима, пошто је НВМе протокол оптимизован за приступ складишту са малим кашњењем.
• Дубина реда:
  • НВМе подржава веће дубине редова, омогућавајући бољи паралелизам и побољшане перформансе у руковању више истовремених захтева за подацима у поређењу са ССД дисковима који користе САТА.
• Перформансе:
  • НВМе ССД-ови нуде веће укупне перформансе у погледу секвенцијалних и насумичних брзина читања/писања у поређењу са САТА ССД-овима.
• Компатибилност:
  • ССД дискови који користе САТА интерфејс су више компатибилни са старијим системима, пошто је САТА одавно успостављен стандард.
  • НВМе може захтевати компатибилну матичну плочу и БИОС да би у потпуности искористио своје могућности, што би могло ограничити компатибилност са старијим системима.
• Потрошња:
  • НВМе ССД-ови имају тенденцију да буду енергетски ефикаснији у поређењу са неким САТА ССД-овима, пошто је НВМе протокол дизајниран да оптимизује потрошњу енергије током преноса података.
• Цена:
  • Генерално, САТА ССД дискови су повољнији у поређењу са НВМе ССД дисковима, што их чини исплативом опцијом за кориснике са мање захтевним захтевима за перформансе.
• Користите случајеве:
  • САТА ССД-ови су погодни за свакодневне рачунарске задатке, нудећи добар баланс између брзине и цене.
  • НВМе ССД-ови су идеални за рачунарске задатке високих перформанси, игре и друге апликације где су брже брзине преноса података кључне.

Референце

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/ 

Последње ажурирање: 02. март 2024