Москва
+7 (495) 663-16-12

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