هارد NVMe که مخفف عبارت Non-Volatile Memory Express استاندرا دجدیدی برای دسترسی به داده های ذخیره سازی پر سرعت است که در مقایسه با پروتکل های میراث ، مزایای بسیاری را به همراه دارد. اما هارد NVMe چیست و چرا برای مشاغل مبتنی بر اطلاعات از اهمیت بالایی برخوردار است ؟

از آنجا که مشاغل با رشد دائمی اطلاعات کار می کنند ، آنها باید درباره چگونگی ذخیره ، نگهداری ، دستیابی و تبدیل آنها دوباره عملکرد خوبی انجام دهند کنند . همچنین عملکرد ، قیمت و استقامت اطلاعات بسیار مهم هستند . هارد NVMe تأثیر زیادی بر روی مشاغل و کارهایی که دائما با اطلاعات سر و کار دارند ، به خصوص Fast Data برای آنالیزهای بلادرنگ و فن آوری های نوظهور ضروری است .

در این پست توضیح خواهم داد که هارد NVMe چیست و یک اطلاعات دقیق در نحوه عملکرد و معماری ذخیره سازی هارد NVMe به اشتراک می گذارم ، با تک تیپ همراه باشید .

سیر تکامل هارد های NVMe

اولین هارد SSD های مبتنی بر استاندارد SATA / SAS ، که پروتکل ها و فاکتورهای ذخیره سازی را به حداقل می رسانند تا تغییرات در سیستم های ذخیره سازی مبتنی بر هارد دیسک HDD موجود را کاهش دهند . با این حال ، هیچ یک از این رابط ها و پروتکل ها برای داده های ذخیره سازی با سرعت بالا طراحی نشده اند. به دلیل سرعت بالا، کارایی داده های ذخیره سازی جدید و نزدیک بودن به سرعت پردازنده ، PCI Express یا PCIe رابط ذخیره سازی منطقی بعدی بود.

اسلات های PCIe به طور مستقیم با پردازنده در ارتباط بوند که مانند حافظه اصلی دسترسی دارد و می توانند یک روش بسیار کارآمد را برای شما ایجاد کنند . با این حال ، رابط های PCIe اولیه SSD نه از استانداردهای جدید و نه از ویژگی های سازمانی برخوردار بودند. PCIe SSD با استفاده از سیستم عامل اختصاصی ، که به ویژه به دلایل مختلف از جمله مقیاس های سخت افزاری سیستم چالش برانگیز است ، از جمله:

• الف) اجرا و نگهداری سیستم عامل دستگاه
• ب) سیستم عامل / ناسازگاری دستگاه با نرم افزار سیستم های مختلف
• ج) همیشه استفاده از خطوط و CPU در دسترس نیست. نزدیکی
• د) فقدان ویژگیهای ارزش افزوده برای بارهای کاری شرکت.

هاردهای NVMe در درجه اول به خاطر دلایل بالا ساخته شده اند . (تفاوت هارد های HDD با SSD)

هارد NVMe چیست ؟

هارد NVMe پروتکل ذخیره سازی بهینه و بسیار مقیاس پذیر NUMA مخفف عبارت Non Uniform Memory Access به معنی حافظه غیر یکنواخت با کارایی بالا است که کاربر را به زیر سیستم حافظه متصل می کند.

این پروتکل نسبتاً جدید ، غنی از ویژگی است و از سطح اولیه برای داده های حافظه غیر فرار (حافظه NAND و مداوم) که مستقیماً از طریق رابط PCIe به پردازنده سیستم متصل هستند طراحی شده است (به نمودار پایین مراجعه کنید). این پروتکل بر روی خطوط پرسرعت PCIe ساخته شده است . جفت شدن با PCIe نسل 3.0 می تواند سرعت انتقال اطلاعات بیش از 2 برابر نسبت رابط SATA را ارائه دهد.

ارزش NVMe

پروتکل NVMe در مسیرهای داده تاخیر موازی ، نسبت به استاندارد های قبلی ، شبیه به معماری های پردازنده با کارایی بالا کار می کند. پروتکل NVMe عملکرد قابل توجهی بالاتر و تأخیرهای کمتری در مقایسه با استاندارد SAS و SATA ارائه می دهد . این نه تنها باعث افزایش سرعت ویندوز و برنامه های موجود می شود که نیاز به کارایی بالایی دارند.

پروتکل های مختلفی منابع پردازنده را مصرف می کنند تا داده ها را در دسترس برنامه ها قرار دهند . این چرخه های محاسباتی باعث هدر رفته زمان و هزینه های واقعی کسب و کار می شوند . از آنجا که هارد NVMe می تواند بارهای سخت افزاری برنامه های کاربردی را با زیرساخت های کوچکتر برطرف کند ، سازمان ها می توانند هزینه ها را کاهش داده و رشد خط مشاغل برتر را تسریع کنند.

SATA SSD در مقابل NVMe SSD

با آگاهی از پتانسیل عملکرد نهایی SSD های مبتنی بر NAND حتی در اولین حضور ، برای این صنعت روشن بود که در نهایت به یک تکنولوژی و پروتکل جدید نیاز است. اما ، از آنجا که اولین SSD ها نسبتاً کند (و بزرگ) بودند ، استفاده از هاردهای SATA موجود بسیار راحت تر بود.

اگرچه سرعت درگاه SATA در نسخه 3.3 به 16 گیگابیت بر ثانیه رسیده است ، تقریباً کلیه پیاده سازی های تجاری 6Gbps (تقریباً 550 مگابیت در ثانیه پس از سربار ارتباطات) رسیده است. حتی نسخه 3.3 بسیار کندتر از آنچه که فناوری SSD امروز قادر است ، به خصوص در تنظیمات RAID ، کندتر است.

سرعت ذخیره سازی اطلاعات هارد NVMe

منحنی توسعه پردازنده و گرافیک در مقایسه با ذخیره سازی در طی 10 سال گذشته بسیار کم شده است.

• هارد HD زمان 2 تا 5 میلی ثانیه
• هارد SATA SSD زمان 0.2 میلی ثانیه
• هارد NVMe SSD زمان 0.2 میلی ثانیه

مکعب های کوتاه بهتر است ، اما این یک میانگین کلی است. برخی از هاردها در هر دسته ممکن است بهتر عمل کنند ، برخی دیگر بدتر عمل می کنند.

به عنوان جایگزینی برای درگاه SATA ، تصمیم گرفته شد از فناوری درگاه با پهنای باند بسیار بالاتر که در حال حاضر نیز استفاده شده است ، PCI Express یا PCIe استفاده کنند . PCIe لایه اصلی انتقال داده برای گرافیک و سایر کارتهای افزودنی است .

از آنجا که از نسل 3.x استفاده می شود ، چندین خط را ارائه می دهد (حداکثر 16 برای استفاده با هر دستگاه در اکثر سیستم های شخصی) که تقریباً هر خط 1 گیگابیت بر ثانیه کار می کنند (985MBps )

PCIe همچنین پایه و اساس رابط Thunderbolt است ، که شروع به پرداخت سود سهام با کارت های گرافیکی خارجی برای بازی و همچنین ذخیره سازی خارجی هاردهای NVMe می کند که تقریباً به همان سرعت هارد NVMe داخلی است.

سرعت هارد NVMe (انتقال فایل)

NVMe در انتقال فایل ها سرعت بیشتری دارد .(مکعب های طولانی تر بهتر هستند.)

• هارد HDD سرعت 200 مگابایت برثانیه
• هارد SATA SSD سرعت 550 مگابایت بر ثانیه
• هارد NVMe SSD سرعت 3 گیگابایت در ثانیه .

البته ، ذخیره سازی PCIe NVMe تقریباً چند سال زمان می برد. اما راه حل های قبلی توسط پروتکل های انتقال داده های قدیمی مانند SATA ، SCSI و AHCI که همگی در زمانی که هارد دیسک هنوز اوج فن آوری ذخیره سازی بود توسعه یافتند.هاردNVMe با ارائه دستورات تأخیر کم و صف های متعدد تا 64K از آنها محدودیت های خود را برطرف می کند.

مورد دوم به ویژه مؤثر است زیرا داده ها به اسلحه های SSD به روش های فوق سریع به ترتیب نوشته می شوند ، که در مورد تراشه ها و بلوک ها پراکنده شده اند ، به جای اینکه به طور مداوم در هارد دیسک ها به طور پراکنده ذخیره شوند .

استاندارد NVMe با افزودن ویژگی هایی از قبیل امکان استفاده از بخشی از حافظه سیستم شما به عنوان حافظه پنهان ، به نسخه 1.31 فعلی تغییر یافته است. که به اندازه کافی عملکرد خوبی برای سیستم شما را ارائه می دهد که NVMe برای کارهای روزمره یا سنگین لگ نزند.