NVMe SSD高速傳輸的背後,原理竟然是這樣?

快閃記憶體技術發展到如今,想必大家對固態硬碟已經足夠熟悉,固態硬碟發展到今天各類別的定位差已經十分明顯。

市面上主流的消費級基本有大容量主打性價比的SATA、mSATA SSD,以及主打高性能的NVMe M.2 SSD。

NVMe SSD高速传输的背后 原理竟然是这样

大約從2015年開始,NVMe這個詞開始被各大科技媒體重視起來,也正是從這個時間開始有更多的桌上型電腦主機板、筆記型電腦開始搭載支援PCI-E匯流排標準的M.2插槽,這就讓讀寫更高速的NVMe M.2 SSD有了用武之地。

隨著個人存儲資料量的不斷增加,傳統AHCI標準的SATA SSD已經跟不上消費者的性能需求,高端SSD領域幾乎已經成為了走PCI-E通道的M.2 NVMe SSD的天下。

那麼什麼是NVMe呢,它對於使用它的SSD有哪些優勢呢?

NVMe為何能夠如此之快

NVMe是一項相對較新的存儲技術,專為SSD而生,早在2011年就已經出現1.0版本。

它與傳統的SATA SSD相比最直觀的提升就是性能翻倍。那NVMe是如何實現如此巨大的性能提升呢,今天小編就來為大家科普。

走SATA的SSD會被連接到南橋的SATA port上,因為其僅支援傳統的AHCI協定。

我們要知道AHCI只有1個命令佇列,如果此時有大量的檔操作需求,便會出現擁堵的現象。

而支援NVMe傳輸協定的SSD直接走PCIe,並且NVMe的佇列數量達到了驚人的五位數,它讓電腦和固態硬碟之間的通路大大增加,因此能夠充分利用這個優勢,大大降低了延遲,進而實現了數倍於SATA SSD的性能。

NVMe優勢所在

低延時

NVMe標準與AHCI標準相比首先就是更低的延時。

因為這個標準是面向PCI-E SSD而生的,因此可以與CPU直連從而免去了AHCI與SAS介面的外置控制器(PCH)與CPU通信所帶來的延時。

在調用方式上,NVMe並不需要讀取寄存器,而AHCI則需要讀取4次,所以進一步降低延時。

NVMe SSD高速传输的背后 原理竟然是这样

高IOPS

由於傳統的AHCI設置原因,所以IOPS性能不高。而NVMe SSD佇列深度一般可以提升到64000以上,所以IOPS能力也會得到大幅提升。

低功耗

NVMe加入了自動功耗狀態切換和動態能耗管理功能,在Power State 0狀態下你的SSD閒置時間達到50ms後便可以切換到Power State 1狀態,在Power State 1狀態下閒置時間達到500ms後,進入功耗更低的Power State 2狀態。

所以,與現在主流的AHCI SSD相比,NVMe在功耗方面的優勢也十分明顯。

未來發展趨勢

在NVMe傳輸協議沒有普及前,市場上就出現了PCIe通道的M.2介面形態的固態銀盤,但受限於傳輸協議的原因,僅可以實現SATA SSD 6Gbps的性能。

而低延時的NVMe加上無延時的PCIe通道背書,可以直接連接CPU提高通道頻寬,能夠讓固態硬碟的性能得到進一步提升,所以NVMe協議的M.2 SSD未來勢必穩坐高性能SSD的寶座。

 

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