SSD (Solid State Drive) і NVMe (Non-Volatile Memory Express) — це обидва типи технологій зберігання. Тоді як SSD використовують флеш-пам’ять NAND і підключаються через SATA або інші інтерфейси, NVMe — це протокол, спеціально розроблений для швидшого зв’язку між накопичувачем і системою за допомогою інтерфейсу PCIe. Накопичувачі NVMe пропонують значно вищу швидкість передачі даних порівняно з традиційними SSD, що робить їх придатними для завдань, що вимагають швидкого доступу до великих обсягів даних.
Ключові винесення
- Накопичувачі NVMe забезпечують вищу швидкість, ніж традиційні твердотільні накопичувачі, завдяки вдосконаленому інтерфейсу, що дозволяє передавати більше даних за коротший час.
- SSD мають більший форм-фактор і можуть використовуватися в більшій кількості пристроїв, тоді як накопичувачі NVMe менші та більше підходять для високопродуктивних систем.
- Хоча накопичувачі NVMe дорожчі за традиційні твердотільні накопичувачі, їх висока швидкість і покращена продуктивність роблять їх кращим вибором для користувачів, яким потрібні високошвидкісні рішення для зберігання.
Різниця між SSD і NVMe
Різниця між SSD і NVMe полягає в тому, що SSD зберігає дані за допомогою інтегральних схем, тоді як NVMe є інтерфейсом для високошвидкісного доступу до збережених даних. NVMe набагато досконаліший, ніж SSD, і, отже, швидший і краще зашифрований, ніж останній. Але це не означає, що NVMe бездоганний і має якісь недоліки.
Таблиця порівняння для SSD проти NVMe
| особливість | SSD | NVMe |
|---|---|---|
| Інтерфейс: | SATA III (найпоширеніший), PCIe (менш поширений) | PCIe |
| Швидкість передачі даних: | До 6 Гбіт/с (SATA) | До 32 Гбіт/с (PCIe 4.0) |
| Черги команд: | Єдина черга з 32 командами | До 65,535 65,536 черг із XNUMX XNUMX командами в черзі |
| Затримка: | Нижче, ніж HDD, вище, ніж NVMe | Значно нижчий, ніж SSD SSD і HDD |
| Споживана потужність: | Нижче, ніж HDD | Трохи вище, ніж SATA SSD, нижче, ніж HDD у режимі очікування |
| Форм-фактори: | 2.5 дюйма, M.2, SATA mSATA | М.2, У.2 |
| Ціна: | Загалом дешевше | Загалом дорожче |
| Найкраще підходить для: | Повсякденні завдання, помірні ігри | Високопродуктивні завдання, вимогливі ігри, робочі станції |
Що таке SSD?
Компанія SanDisk вперше представила твердотільний накопичувач. Його можна назвати твердотільним пристроєм або твердотільним диском.
Коли він був вперше представлений у 1991 році, він міг зберігати лише до 20 МБ даних. Зараз ці накопичувачі можуть зберігати близько 60-100 ТБ даних.
Ці диски важко фізично пошкодити і вони більш стійкі до ударів. Час доступу до них швидкий, і для їх роботи не потрібно обертати диск.
Продуктивність різних накопичувачів може відрізнятися залежно від кількості бітів в одній комірці. Одноелементні накопичувачі є найшвидшими та найміцнішими серед них; вони також більш економічні.
Ранні SSD використовували технологію оперативної пам’яті, але це не могло зберегтися, оскільки, хоча вони були швидкими, вони втрачали дані, щойно закінчувалося живлення. Це призвело до втрати даних.
Звідси більш надійна технологія були було знайдено, і це була флеш-пам'ять. Дані, які зберігалися у флеш-пам’яті твердотільного накопичувача, не були втрачені, коли закінчилося живлення, а зберігалися всередині пристрою.
Як працює SSD?
архітектура
SSD побудовано на основі технології флеш-пам’яті, в якій використовуються інтегральні схеми замість дисків, що обертаються, і механічних головок читання/запису. Ключові компоненти SSD включають мікросхеми флеш-пам'яті, контролер, інтерфейс NAND і кеш.
Мікросхеми флеш-пам'яті зберігають енергонезалежні дані за допомогою електричних зарядів, організованих у сторінки та блоки. Контролер керує всіма операціями з даними, забезпечуючи цілісність даних, оптимізуючи продуктивність і подовжуючи термін служби SSD. Інтерфейс NAND з’єднує чіпи флеш-пам’яті з контролером, забезпечуючи передачу даних.
Багато твердотільних накопичувачів мають кеш-пам’ять, тимчасову область зберігання даних, до яких часто звертаються. Кеш, виготовлений із високошвидкісної енергозалежної пам’яті, наприклад DRAM, покращує швидкість читання та запису, зменшуючи затримку під час доступу до флеш-пам’яті.
Ці компоненти працюють разом, щоб забезпечити швидке, надійне та ефективне зберігання даних на SSD, що робить їх популярним вибором у сучасних обчисленнях.
компоненти
На додаток до основної архітектури, SSD можуть містити додаткові компоненти, які підвищують функціональність, надійність і сумісність інтерфейсу. Деякі важливі компоненти включають термодатчики, механізми захисту від втрати живлення та можливості шифрування.
Термодатчики вбудовані в SSD, щоб контролювати температуру та запобігати перегріву. Ці датчики забезпечують зворотній зв’язок з контролером, дозволяючи йому регулювати продуктивність або активувати захисні заходи, коли це необхідно.
SSD можуть використовувати механізми захисту від втрати живлення для захисту даних під час раптових збоїв живлення. Ці механізми використовують суперконденсатори або інші накопичувачі енергії для забезпечення тимчасового живлення. Це дозволяє контролеру зберігати будь-які незавершені дані у флеш-пам’яті перед безпечним завершенням роботи.
Для захисту даних деякі SSD пропонують вбудовані можливості апаратного шифрування. Ці твердотільні накопичувачі використовують алгоритми шифрування для шифрування даних, записаних на диск, гарантуючи, що збережена інформація залишається в безпеці та захищена від несанкціонованого доступу.
Посібник із купівлі SSD
потужність
Ємність SSD означає кількість даних, які він може зберігати. SSD доступні різної ємності від 128 ГБ до кількох терабайт (ТБ). Вибираючи ємність, враховуйте свої вимоги до пам’яті, зокрема розмір операційної системи, програм і файлів. Якщо ви в основному використовуєте комп’ютер для базових завдань і вам не потрібен великий простір для зберігання, може вистачити SSD меншого розміру, як-от 256 ГБ або 512 ГБ. Однак, якщо ви працюєте з великими мультимедійними файлами або потребуєте достатнього обсягу пам’яті для ігор, редагування відео або професійних програм, виберіть більший об’єм, наприклад 1 ТБ або більше.
швидкість
Швидкість SSD відіграє вирішальну роль у загальній продуктивності системи. Швидкість твердотільного накопичувача визначається двома основними факторами: швидкість читання та запису, які називаються послідовними та випадковими швидкостями. Послідовні швидкості показують, наскільки швидко накопичувач може читати або записувати великі безперервні блоки даних, що робить їх важливими для передачі файлів і часу завантаження.
З іншого боку, випадкові швидкості вимірюють здатність накопичувача отримувати доступ і обробляти менші, розрізнені дані, що є життєво важливим для повсякденних обчислювальних завдань, таких як відкриття програм і багатозадачність. Шукайте твердотільні накопичувачі з високою швидкістю послідовного та довільного читання/запису, щоб забезпечити плавну та швидку роботу.
інтерфейс
Інтерфейс твердотільного накопичувача визначає спосіб підключення до материнської плати вашого комп’ютера та впливає на його сумісність і продуктивність. Найпоширенішими інтерфейсами для SSD є SATA (Serial ATA) і NVMe (Non-Volatile Memory Express). SSD-накопичувачі SATA, доступні у форм-факторах 2.5 дюйма та M.2, забезпечують хорошу продуктивність і сумісні з більшістю комп’ютерів.
Вони є чудовим вибором для тих, хто оновлює традиційні жорсткі диски. NVMe SSD у форм-факторі M.2 використовують інтерфейс PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) і забезпечують значно вищу швидкість, ніж SATA. Якщо ваша система підтримує NVMe, вибір NVMe SSD може призвести до помітного підвищення продуктивності.
Репутація бренду
Репутація бренду є важливим фактором, який слід враховувати при покупці SSD. Авторитетні бренди надають пріоритет контролю якості, надійності та підтримці клієнтів, забезпечуючи кращий загальний досвід. Відомі виробники SSD включають Samsung, Western Digital, Crucial, Kingston, Intel і SanDisk. Щоб оцінити репутацію бренду, бажано вивчати відгуки клієнтів, професійні тести та дані про надійність. Крім того, бренди, які пропонують довший гарантійний термін, вселяють більше довіри до своїх продуктів.
Що таке NVMe?
NVM Express розробив перший інтерфейс NVMe. Це почалося десять років тому, у 2011 році. Бажання розробити інтерфейс виникло після того, як люди відчули деякі недоліки твердотільних накопичувачів.
Подібно до твердотільних накопичувачів, NVMe має бути фізично вставлений разом із носієм даних.
У той час як SSD можуть виконувати лише одне запит або команди за раз, це не стосується NVMe. Вони можуть отримувати результати з кількох запитів і команд.
Це також зменшує затримку, і є мінімальна затримка під час отримання результатів. Вони поставляються у вигляді 2.5-дюймових карток, які вміщуються в систему зберігання даних комп’ютера.
Перша сходинка для доступу до енергонезалежної пам’яті з’явилася на форумі розробників Intel у 2007 році. Його було завершено у 2008 році та опубліковано на веб-сайті Intel.
У розробці специфікацій NVMe брали участь понад 90 компаній. Технологія Integrated Device Technology зробила NVMe комерційно доступним для людей у серпні 2012 року.
Переваги NVMe
Більш високі швидкості
NVMe забезпечує надзвичайну швидкість передачі даних, яка перевершує традиційні інтерфейси зберігання, такі як SATA (Serial ATA). Використовуючи інтерфейс PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), NVMe забезпечує прямий виділений шлях між пристроєм зберігання даних і ЦП комп’ютера. Це пряме підключення забезпечує швидшу та ефективнішу передачу даних, значно покращуючи швидкість читання та запису. Завдяки NVMe користувачі можуть відчути швидке завантаження, швидкий запуск програм і безперебійну передачу даних.
Менша затримка
Затримка означає час, потрібний для обробки запиту даних. NVMe значно зменшує затримку порівняно з іншими протоколами зберігання. Традиційні жорсткі диски (HDD) і навіть SSD SSD страждають від затримки через механічні компоненти або обмеження інтерфейсу.
NVMe розроблено для мінімізації затримки завдяки використанню спрощеного набору команд і коротшого й прямішого шляху передачі даних. Це зменшення затримки означає покращену реакцію системи, швидший доступ до даних і загальну кращу продуктивність, особливо в чутливих до затримки програмах, таких як ігри, віртуальна реальність і обробка даних у реальному часі.
Вища ефективність
NVMe є високоефективним з точки зору енергоспоживання та системних ресурсів. Оптимізована архітектура та оптимізований набір команд NVMe мінімізують навантаження на ЦП, необхідні для обробки завдань, пов’язаних зі сховищем. Така ефективність підвищує продуктивність системи та знижує енергоспоживання, що особливо корисно для ноутбуків, планшетів та інших мобільних пристроїв. Завдяки NVMe користувачі можуть насолоджуватися більшим часом роботи від батареї та охолодженням завдяки зниженому енергоспоживанню.
Покращена масштабованість
Масштабованість означає розширення або модернізацію можливостей зберігання без шкоди для продуктивності. NVMe перевершує цей аспект, пропонуючи чудову масштабованість порівняно з традиційними технологіями зберігання. Диски NVMe можна легко додавати або замінювати, а кілька дисків NVMe можна об’єднувати в різні конфігурації, наприклад RAID (надлишковий масив незалежних дисків), для створення більших і гнучкіших рішень для зберігання. Ця масштабованість має вирішальне значення для сучасних обчислювальних середовищ, де попит на ємність пам’яті швидко зростає.
Випадки використання NVMe
Споживчі програми
NVMe стає все більш популярним у споживчих програмах, насамперед завдяки своїй здатності забезпечувати блискавичну продуктивність зберігання. Ось кілька поширених випадків використання NVMe:
- Ігри: геймери можуть отримати значну користь від вищих швидкостей і меншої затримки NVMe. Сховище NVMe дозволяє швидше завантажувати гру, плавно переходити між рівнями та зменшувати затримку в грі, забезпечуючи плавну та захоплюючу гру.
- Створення вмісту. Професіоналам і ентузіастам, які займаються створенням вмісту, наприклад редагуванням відео, 3D-моделюванням і графічним дизайном, потрібне високошвидкісне сховище для роботи з великими розмірами файлів. NVMe забезпечує швидший рендеринг, кодування та передачу даних, забезпечуючи ефективніші робочі процеси та підвищуючи продуктивність.
- Споживання мультимедійних даних: завдяки поширенню відеовмісту високої роздільної здатності сховище NVMe забезпечує плавне відтворення та швидкий доступ до медіафайлів, покращуючи загальну якість потокового та мультимедійного контенту. Користувачі можуть швидко завантажувати великі медіа-бібліотеки та переміщатися по них, покращуючи швидкість реакції медіа-додатків.
- Особиста продуктивність: швидкість і низька затримка NVMe покращують реакцію системи, роблячи повсякденні завдання, такі як завантаження комп’ютера, запуск програм і багатозадачність, набагато швидшими та плавнішими. Це підвищує особисту продуктивність за рахунок скорочення часу очікування та підвищення загальної ефективності.
Корпоративні програми
- Системи баз даних: програми, що керуються базами даних, такі як системи обробки транзакцій і аналітика великих даних, вимагають високопродуктивного сховища для обробки масивних наборів даних і забезпечення швидкого доступу до них. NVMe забезпечує швидшу обробку запитів до бази даних, покращену аналітику в реальному часі та ефективне керування даними, підвищуючи бізнес-аналіз та ефективність роботи.
- Віртуалізація та хмарні обчислення: низька затримка та висока масштабованість NVMe роблять його ідеальним рішенням для зберігання даних для віртуалізованих середовищ і платформ хмарних обчислень. Це забезпечує швидку ініціалізацію віртуальних машин (ВМ), швидшу міграцію ВМ і покращене реагування хмарних додатків, що сприяє покращенню взаємодії з користувачем і оптимізованому використанню ресурсів.
- Високопродуктивні обчислення (HPC): галузі, які покладаються на інтенсивні обчислювальні завдання, такі як наукові дослідження, фінансове моделювання та штучний інтелект, можуть отримати вигоду від високошвидкісного сховища NVMe. NVMe прискорює доступ до даних і обробку, скорочуючи час обчислень і забезпечуючи швидший аналіз і прийняття рішень.
- Центри обробки даних: диски NVMe пропонують вищу щільність і менше енергоспоживання, що робить їх придатними для розгортання центрів обробки даних. Їх ефективність і масштабованість дозволяють центрам обробки даних швидше надавати послуги зберігання, обробляти зростаючі робочі навантаження та оптимізувати використання ресурсів, підвищуючи продуктивність центру обробки даних і знижуючи експлуатаційні витрати.
Основні відмінності між SSD і NVMe
- Форм-фактор:
- SSD (твердотільні накопичувачі) можуть мати різні форм-фактори, зокрема SATA, mSATA та M.2.
- NVMe (Non-Volatile Memory Express) — це протокол, розроблений спеціально для твердотільних накопичувачів і зазвичай використовується з форм-фактором M.2.
- Інтерфейс:
- У твердотільних накопичувачах використовується інтерфейс SATA, який є стандартом для підключення пристроїв зберігання даних.
- NVMe використовує інтерфейс PCIe (Peripheral Component Interconnect Express), що забезпечує вищу швидкість передачі даних порівняно з SATA.
- Швидкість:
- SSD-накопичувачі забезпечують відносно високу швидкість передачі даних, причому SSD-накопичувачі SATA мають меншу швидкість порівняно з NVMe SSD.
- Твердотільні накопичувачі NVMe використовують інтерфейс PCIe, забезпечуючи значно вищу швидкість передачі даних порівняно з SSD SSD.
- Затримка:
- NVMe SSD мають нижчу затримку порівняно з SATA SSD, оскільки протокол NVMe оптимізований для низької затримки доступу до сховища.
- Глибина черги:
- NVMe підтримує більшу глибину черги, що забезпечує кращий паралелізм і покращену продуктивність при обробці кількох одночасних запитів даних порівняно з SSD, що використовують SATA.
- Продуктивність:
- Твердотільні накопичувачі NVMe пропонують вищу загальну продуктивність з точки зору швидкостей послідовного і довільного читання/запису порівняно з твердотілими накопичувачами SATA.
- Сумісність:
- SSD, які використовують інтерфейс SATA, більш сумісні зі старими системами, оскільки SATA є давно усталеним стандартом.
- NVMe може потребувати сумісної материнської плати та BIOS, щоб повною мірою використати його можливості, що може обмежити сумісність зі старішими системами.
- Споживана потужність:
- NVMe SSD, як правило, є більш енергоефективними порівняно з деякими SATA SSD, оскільки протокол NVMe розроблено для оптимізації енергоспоживання під час передачі даних.
- Ціна:
- Як правило, твердотільні накопичувачі SATA є більш бюджетними порівняно з накопичувачами NVMe SSD, що робить їх економічно ефективним варіантом для користувачів із менш вимогливими вимогами до продуктивності.
- Використовуйте випадки:
- SSD-накопичувачі SATA підходять для повсякденних обчислювальних завдань, пропонуючи хороший баланс між швидкістю та ціною.
- Твердотільні накопичувачі NVMe ідеально підходять для високопродуктивних обчислювальних завдань, ігор та інших додатків, де висока швидкість передачі даних має вирішальне значення.
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8366931/
- https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3195970.3196085
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8416843/
Останнє оновлення: 02 березня 2024 р
Я доклав стільки зусиль для написання цього допису в блозі, щоб надати вам користь. Це буде дуже корисно для мене, якщо ви захочете поділитися цим у соціальних мережах або зі своїми друзями/родиною. ДІЛИТИСЯ ЦЕ ♥️
Сандіп Бхандарі отримав ступінь бакалавра комп’ютерної техніки в Університеті Тапар (2006). Має 20 років досвіду роботи в технологічній сфері. Він має великий інтерес до різних технічних галузей, включаючи системи баз даних, комп'ютерні мережі та програмування. Ви можете прочитати більше про нього на його біо сторінка.
Стаття чудово пояснює еволюцію технології SSD та її прогрес. Трансформація ранніх твердотільних накопичувачів на флеш-пам’ять чудово деталізована.
Безумовно, опис еволюції від твердотільних накопичувачів на базі оперативної пам’яті до технології флеш-пам’яті є переконливим прочитанням, демонструючи досягнення в пристроях зберігання даних.
Я згоден, історичний прогрес технології SSD до флеш-пам’яті захоплює JSON
У статті представлено детальний огляд технології SSD та її робочих складових. Ефективно пояснюється включення додаткових компонентів у SSD, збагачуючи знання читача.
Безумовно, акцент статті на додаткових компонентах SSD додає рівень глибини розумінню читача, роблячи її збагачувальним інформаційним ресурсом.
Я згоден, детальне пояснення архітектури та компонентів SSD покращує розуміння читачами складних операційних механізмів і додаткових функцій.
Пояснення того, як працюють SSD, є особливо захоплюючим, проливаючи світло на архітектурні деталі та компоненти, пов’язані з функціональністю SSD.
Погодьтеся, що детальний аналіз архітектури SSD покращує розуміння їх базової технології, роблячи статтю корисною для читання.
Безумовно, розуміння архітектури та компонентів твердотільних накопичувачів дає змогу глибше зрозуміти їх механізми роботи та можливості.
У статті добре показано переваги та недоліки SSD та NVMe. Він пропонує цінну інформацію для користувачів, які розмірковують про вибір між двома пристроями зберігання.
Я згоден, стаття ефективно окреслює компроміси між SSD і NVMe, надаючи читачам всебічний погляд на їхні відповідні переваги.
Безумовно, детальний аналіз переваг і недоліків твердотільних накопичувачів і NVMe у статті корисний для прийняття обґрунтованих рішень щодо пристроїв зберігання даних.
Порівняльна таблиця особливо цінна, оскільки підкреслює відмінності між SSD і NVMe, надаючи чіткий огляд різних параметрів і функцій.
Дійсно, порівняльна таблиця ефективно узагальнює відмінності між SSD і NVMe, допомагаючи читачам розрізнити їхні відповідні характеристики та програми.
Вичерпне пояснення SSD від його походження до технологічних досягнень додає історичний контекст, збагачуючи читачеві розуміння його еволюції.
Дійсно, історичне розуміння еволюції твердотільних накопичувачів від їх походження до передових технологій сприяє тонкому розумінню їх розвитку та впливу.
У статті детально описано функції та відмінності SSD та NVMe. Однак більша зосередженість на практичних наслідках і застосуванні цих знань може бути корисною для читачів.
Щоправда, у статті потрібно детальніше розповісти про те, як ці відмінності впливають на продуктивність комп’ютерів. Більше реальних прикладів додадуть практичної цінності.
Я не згоден, надані технічні деталі мають вирішальне значення для розуміння можливостей і обмежень SSD і NVMe. Практичні наслідки можна зробити з технічних деталей.
Стаття є дуже вичерпною та містить чудове порівняння між SSD та NVMe. Ключові висновки добре підсумовані та дають цінне уявлення про важливість запам’ятовуючих пристроїв у комп’ютерній системі.
Я згоден, детальне пояснення різниці між SSD і NVMe є дуже інформативним і корисним для розуміння важливості використання правильних пристроїв зберігання даних у комп’ютерній системі. Чудова стаття!
Надана інформація про SSD і NVMe є глибокою та чітко сформульованою. Порівняльна таблиця особливо корисна для розуміння відмінностей між двома пристроями зберігання.
Я згоден, порівняльна таблиця — це чіткий і стислий спосіб зрозуміти відмінності між SSD і NVMe. Це сприяє кращому розумінню їх застосування.
Дійсно, таблиця містить вичерпний огляд, який є корисним для розрізнення SSD і NVMe. Гарно подана інформація!
Стаття пропонує повне розуміння того, як функціонують твердотільні накопичувачі, і містить докладний огляд задіяної технології. Концепції пояснюються чітко та точно.
Дійсно, роз’яснення технології SSD у статті є взірцевим, пропонуючи чітке розуміння основних концепцій і робочих механізмів.
Безперечно, ясність пояснень щодо архітектурних компонентів і функціональних можливостей твердотільних накопичувачів заслуговує похвали, що робить тему легко зрозумілою.