NVMe SSD диски — обзор технологии
На сегодняшний день самые высокие показатели производительности показывают устройства, работающие по технологии NVMe. Давайте разберемся, что это за технология и какие показатели она выдает.
Что такое NVMe?
NVM Express – тип накопителя семейства SSD, который подключают с помощью шины PCI Express.
Новый интерфейс NVMe был разработан для уменьшения задержек и увеличения производительности в работе твердотельных накопителей. NVMe использует новое ПО и механизм обработки очередей, а также более эффективный высокий параллелизм накопительных устройств.
Обычные SSD осуществляют свою работу с помощью интерфейса SATA, что приводит к ряду ограничений и уменьшению скорости передачи данных, невзирая на технические характеристики самого накопителя. Фактически подключение к новому интерфейсу снимает те ограничения, которые имеют накопители, работающие по стандарту SATA.
История создания NVMe
Первая дискуссия о появлении нового стандарта образовалась на форуме разработчиков компании Intel в далеком 2007 году. В этом же году была собрана группа разработчиков во главе c Intel для проработки интерфейса NVMHCI. Спецификация NVMHCI 1.0 была завершена весной 2008 года, а начальная версия NVMe 1.0 была выпущена только к марту 2011 года.
Впервые контроллеры для NVMe были анонсированы в 2012 году фирмой ITD.
Первые же накопители с NVMe для ПК и серверов были выпущены компанией Samsung в 2013 году. Скорость чтения данных устройств достигала 3 ГБ/с, что являлось неким прорывом в области твердотельных накопителей.
Сравнение AHCI и NVMe
Традиционный механизм, используемый для подключения накопителей информации стандарта Serial Ata (SATA), в частности твердотельных SSD, называется Advanced Host Controller Interface (ACHI). Именно ему на замену пришла технология NVMe.
Сравнительный анализ характеристик технологии AHCI и NVMe рассмотрим в таблице 1:
| Параметр | AHCI | NMVe |
| Максимальная глубина очереди запросов | 1 очередь, до 32 команд в очереди | 65536 очередей, до 65536 команд в очереди |
| Некэшируемые доступы к регистрам (2000 циклов каждый) | 6 на команды вне очереди; 9 на команды в очереди | 2 на команду |
| MSI-X и управление прерываниями | 1 прерывание; управление отсутствует | 2048 прерываний, передаваемых сообщениями или MSI-X (Message Signaled Interrupts Extended) |
| Многопоточность и параллелизм | Требуется блокировка синхронизации для выдачи команды | Не требуется |
| Эффективность для команд 4 Кбайт | Параметры команды требуют два серийных запроса DRAM | Все параметры команды в одном запросе 64Кб |
У технологии NVMe нагрузка может распределяться одновременно на 65000 очередей по 65000 команд, в то время как AHCI имеет одну очередь в 32 команды. При наступлении приоритетной задачи NVMe SSD выполняет ее быстрее, благодаря возможности управления прерываниями.
У NVMe один запрос к оперативной памяти (DRAM), у AHCI их два. Таким образов NVMe обладает меньшей задержкой при выполнении команд. Подключив NVMe накопитель через PCI Express, диск развивает скорость до 3.2 ГБ/с, что в 3 раза быстрее SATA.
Сравнение характеристик накопителей SATA и NVMe
Проведем сравнительный анализ производительности твердотельных накопителей с NVMe и SATA в таблице 2:
| Характеристика | Intel® серии D3-S4510 (SATA) |
Intel® DC серии P4510 (NVMe) |
| Максимальная скорость чтения | 560 Мб/с | 3200 Мб/с |
| Максимальная скорость записи | 510 Мб/с | 2000 Мб/с |
| Скорость произвольного чтения | 97000 IOPS | 637000 IOPS |
| Скорость произвольной записи | 35500 IOPS | 81500 IOPS |
| Задержка чтения | 36 мкс | 77 мкс |
| Задержка записи | 37 мкс | 18 мкс |
| Мощность в активном режиме | 3.2 Вт | 12 Вт |
| Мощность в режиме ожидания | 1.1 Вт | 5 Вт |
У NVMe задержка записи в два раза меньшей, чем у накопителя по SATA. Работа накопителя по PCI Express позволяет развивать максимальную скорость обработки данных до 3,2 ГБ/с, что в 3 раза больше, чем у SATA.
По всем тестам NVMe демонстрирует уверенное преимущество над SSD. NVMe имеет в несколько раз большую скорость произвольного чтения и записи, что позволяет обработать больше запросов за единицу времени.
Отдельно стоит отметить улучшение производительности на примере CMS 1С-Битрикс, которая известна своей требовательностью к быстродействию файловой системы. Размещение CMS на сервере с дисками SSD NVMe позволяет вдвое увеличить производительность CMS, ускорить открытие страниц сайта и сократить время резервного копирования.
Таким образом, по всем параметрам накопители с NVMe превосходят накопители SATA. Для получения наивысшей скорости обработки данных, низких задержек и высокой производительности выбирайте хостинг с NVMe дисками, как новейшее и наилучшее решение для размещения вашего сайта.
NVMe в SpaceWeb
В компании SpaceWeb технология NVMe успешно применяется с 2017 года.
Диски SSD NVMe используются на серверах виртуального, реактивного хостинга и VPS/VDS. Вы можете протестировать скорость работы своего сайта бесплатно в течение:
- 14 дней на Виртуальном хостинге;
- 7 дней на Реактивном хостинге;
- 3 дней VPS/VDS.