Zarówno NVMe, jak i SSD używają układów scalonych do przechowywania danych, ale NVMe to interfejs używany do szybkiego do nich dostępu. NVMe to znacznie bardziej zaawansowana technologia niż SSD, dzięki czemu jest szybsza i bezpieczniejsza. Nie oznacza to jednak, że NVMe jest wolne od problemów.

Większość ludzi wie, czym różni się dysk SSD od dysku twardego (HDD), wiedzą, że dysk SSD jest szybki i fizycznie mniejszy niż dysk twardy i zajmuje niewiele miejsca.

Wszystko o pamięci NVMe

Cofnijmy się do lat 70. i 80., superkomputery z najwyższej półki zaczęły używać technologii podobnej do SSD, opracowanej po raz pierwszy w latach 50. XX wieku, technologia ta była zbyt droga, jeśli chodzi o pamięć masową, a pojemność wahała się od 2 do 20 megabajtów.

Technologia SSD została po raz pierwszy zastosowana w przemyśle wojskowym i lotniczym, ale dopiero w latach 90. Ceny dysków SSD zaczęły spadać na początku lat 90. ze względu na postęp technologiczny w urządzeniach pamięci masowej.

Czas odczytu i zapisu danych w technologii SSD NVMe jest mierzony w nanosekundach; należy zauważyć, że wszystkie główne systemy operacyjne wykorzystują technologię NVMe, najpierw Microsoft w październiku 2013 r. dla systemu operacyjnego Windows 8.1, a następnie Windows Server R2 2012; potem Apple dodał obsługę NVMe do Yosemite 10.10.3 swojego systemu operacyjnego, a teraz Chrome OS.

5 rodzajów pamięci SSD

Poniżej przeanalizujemy typy pamięci masowej SSD, aby dowiedzieć się więcej o technologii SSD i NVMe:

• SATA SSD
• SSD PCIe
• M.2
• U.2
• NVMe

SATA SSD

Jest zdecydowanie najpopularniejszym typem dysków SSD. SATA (Serial ATA) to interfejs używany przez dyski SSD do łączenia się z systemem i przesyłania danych. Nawet jeśli twój komputer stacjonarny lub laptop ma dziesięć lat, powinieneś być w stanie używać z nim dysku SSD SATA.

Jeśli chcesz kupić dysk SSD, zobaczysz SATA 2 i SATA 3, określane odpowiednio jako „SATA II” lub „SATA 3 Gb/s” i „SATA III” lub „SATA 6 Gb/s”. Aby uzyskać maksymalną szybkość przesyłania danych, dysk musi być zainstalowany w komputerze z interfejsem SATA obsługującym ten sam standard.
Ponieważ SATA 3.0 może teoretycznie przesyłać dane z prędkością 6 Gb/s (750 MB/s), jest to obecnie najbardziej wszechstronna forma dysku SSD. Jednak faktyczna prędkość transferu wynosi 4,8 Gb/s (600 MB/s) ze względu na fizyczne obciążenie występujące podczas kodowania danych.

SSD PCIe

Dysk SSD podłączony przez PCIe jest nazywany dyskiem SSD PCIe. Zwiększanie prędkości dysków półprzewodnikowych (SSD) do serwerów i urządzeń pamięci masowej stało się łatwiejsze dzięki PCIe SSD.

Peripheral Component Interconnect Express (PCIe lub PCI-e) to skrót od PCI Express. Szybki standard magistrali rozszerzeń komputera PCIe może zastąpić starsze standardy magistrali, takie jak PCI-X i AGP. Konwencjonalne interfejsy płyt głównych dla komputerowych kart graficznych, dysków twardych, SSD, Wi-Fi i połączeń sprzętowych Ethernet to również PCIe.

Dysk SSD PCIe

M.2 SSD

SSD M.2 jest również rodzajem dysku SSD. NGFF (Next Generation Form Factor). Zamiast urządzeń w kształcie płyty, dyski SSD M.2 są małymi płytkami drukowanymi zawierającymi pamięć flash i układy kontrolerów.

W porównaniu do pamięci RAM dyski SSD M.2 są znacznie mniejsze i stały się standardową konfiguracją w ultracienkich notebookach, ale można je również znaleźć na wielu płytach głównych do komputerów stacjonarnych. Jeśli używasz wysokiej klasy płyty głównej, możesz nawet uruchomić dysk SSD M.2 w macierzy RAID.

Dyski SSD M.2 są dostępne w różnych długościach i szerokościach, od 80 mm do 60 mm do 42 mm do 22 mm, w zależności od modelu i mogą mieć chipy NAND po jednej lub obu stronach. Cztery lub pięć cyfr w nazwie pomaga odróżnić ją od reszty. Szerokość i długość są reprezentowane przez dwie pierwsze cyfry numeru.
Najpopularniejszym rozmiarem jest M.2 Type-2280. W przeciwieństwie do laptopów, wiele płyt głównych do komputerów stacjonarnych ma punkty mocowania, które można wykorzystać do dysków o dowolnej długości.

SSD U.2

Dysk SSD U.2 jest ważnym typem dysku SSD, o którym warto wspomnieć. Dysk SSD z interfejsem U.2 jest określany jako dysk SSD U.2. Grupa robocza SSD Form Factor zdefiniowała standard interfejsu znany jako U.2 (wcześniej SFF-8639) (SFFWG).

Przeznaczony na rynek korporacyjny, U.2 spełnia wymagania standardów PCI-E, SATA, SATA-E i SAS.
Dyski SSD U.2 przypominają wyglądem dyski twarde SATA. W przeciwieństwie do 2,5-calowych dysków i dysków SSD używają one innego złącza i przesyłają dane przez szybszy interfejs PCIe; Są też grubsze.

NVMe SSD

Dyski SSD mają różne kształty i rozmiary, a każdy z nich ma unikalny interfejs. Dysk SSD z interfejsem NVMe nazywany jest dyskiem SSD NVMe lub po prostu dyskiem SSD NVMe. Specyfikacja interfejsu kontrolera hosta pamięci nieulotnej jest znana jako NVM Express (NVMe) (NVMHCIS). PCI Express (PCIe) to otwarta specyfikacja interfejsu urządzenia logicznego umożliwiająca dostęp do nieulotnych nośników pamięci.

Nowoczesne dyski SSD mogą wykorzystywać NVM Express do wykorzystania całej mocy przetwarzania równoległego. W rezultacie NVM Express zmniejsza obciążenie we/wy w porównaniu z poprzednim interfejsem urządzenia logicznego i zapewnia różne ulepszenia wydajności, w tym wiele długich kolejek poleceń i zmniejszone opóźnienia.

Różnice między dyskami HDD, SSD i NVMe

Zobaczmy, jaka jest różnica między dyskami HDD, SSD i NVMe Storage. Dyski twarde (HDD) to elektromechaniczne urządzenia do przechowywania danych, które zapisują i pobierają informacje cyfrowe za pomocą jednego lub więcej dysków pokrytych materiałem magnetycznym.

Od ponad pół wieku pojemność dysków twardych stale się poprawia. Odczytywanie i zapisywanie danych na dyskach twardych odbywa się za pomocą obracających się dysków, zwanych również talerzami.
Termin „dysk półprzewodnikowy” odnosi się do rodzaju dysku twardego bez ruchomych części, a tym samym bez zużycia, dlatego działa lepiej niż tradycyjne dyski twarde, które muszą się poruszać i obracać częściami wewnątrz i są mechaniczne. Dyski SSD są pięć razy szybsze niż tradycyjne dyski twarde (HDD). Istnieje 1,5-krotna różnica w cenie między dyskiem SSD a HDD.

Korzystanie z NVMe Storage (Non-Volatility Memory Express) jako nowego protokołu dostępu do szybkich nośników pamięci masowej w porównaniu ze starszymi protokołami ma wiele zalet.

Większe transfery plików to nie jedyny przypadek, kiedy NVM się przydają. W ostatnich latach magazynowanie przeszło poważną transformację. Nawet SATA nie nadąża za zawrotnymi prędkościami NVMe. Dyski HDD są bardziej przystępne cenowo i zapewniają większą pojemność niż dyski SSD. Z drugiej strony dyski półprzewodnikowe (SSD) są lepszą opcją pod względem wydajności, wagi, trwałości i zużycia energii.

Dyski HDD idealnie sprawdzą się przy przechowywaniu dużych ilości plików, do któych nie potrzebujemy częstego dostępu. Dyski SSD przyspieszą pracę z nowymi systemami operacyjnymi. Najmocniejsze NVMe zapewne zadowolą wybrednych graczy komputerowych.

Zalety pamięci masowej NVMe

Poniżej możesz zobaczyć główne zalety pamięci NVMe:

Szybszy protokół pamięci flash:

Ponieważ Apple używa pamięci NVMe zamiast standardu Universal Flash Storage (UFS) do przechowywania pamięci flash, iPhone’y i iPady są szybsze niż większość smartfonów i tabletów z Androidem.

Ze względu na swoje zalety w porównaniu z Embedded MultiMediaCard lub eMMC, UFS stał się nowym standardem w 2014 roku. W porównaniu, prędkości sekwencyjnego odczytu i zapisu UFS 2.0 i EMC 5.1 zostały zmierzone na 350 megabajtów na sekundę i 150 megabajtów na sekundę.

W przeciwieństwie do eMMC, Universal Flash Storage może jednocześnie odczytywać i zapisywać do pliku na urządzeniu. Zewnętrzne dyski flash i wewnętrzna pamięć SSD laptopów wkrótce przyjęły ten standard.

Z drugiej strony, pamięć nieulotna Express okazała się być lepszym standardem pamięci flash dla UFS. Dyski półprzewodnikowe sprawiły, że stał się popularny w laptopach z najwyższej półki. Producenci preferują tę metodę, ponieważ jest szybsza. Laptopy Apple MacBook i najwyższej klasy laptopy z systemem Windows to dwa dobre przykłady.

IPhone 6S, wydany w 2015 roku, zademonstrował wyższość NVMe nad UFS. Non-Volatile Memory Express (NVMe) łączy pamięć wewnętrzną urządzenia z NAND. iPhone 6S firmy Apple przewyższał inne flagowe smartfony w tym czasie z szybkością odczytu sekwencyjnego 402 MB/s i szybkością zapisu sekwencyjnego 163 MB/s.

Skutecznie współpracuje z dyskami SSD

Większość dysków SSD korzysta z kilku magistral do łączenia się z komputerem, takich jak Serial ATA, Serial Attached SCSI lub Fibre Channel. Ze względu na swoje zalety w porównaniu z SAS i Fibre Channel interfejs magistrali SATA stał się szerzej stosowany i preferowany ze względu na powszechną dostępność dysków SSD.

W rzeczywistości, podobnie jak SAS, SATA został zaprojektowany głównie dla dysków twardych (HDD). Zalety i możliwości korzystania z systemów pamięci flash były utrudnione, ponieważ nie uważa się ich za natywny interfejs i starszą technologię dla dysków półprzewodnikowych.

Pamięć NVMe (Non-Volatile Memory Express) została wprowadzona z PCI Express lub PCIe, aby zmaksymalizować korzyści płynące z dysków SSD. Oparty na PCIe, został od podstaw stworzony z myślą o dyskach półprzewodnikowych NAND. Celem było wprowadzenie nowego protokołu interfejsu dla dysków SSD, który byłby bardziej wydajny w użyciu.

Aby docenić jego zalety, konieczne jest zrozumienie, czym nieulotna pamięć Express różni się od SATA. Protokół SATA służy jako łącze między pamięcią flash a systemem komputerowym, ale w tym wszystkim znajdują się również warstwy aplikacji, takie jak kontroler flash, sterownik SATA i oprogramowanie RAID!

Elastyczność implementacji i aplikacji

Możliwe jest również uzyskanie tego protokołu w różnych formatach. Jednak dodatkowe formaty kart U.2 i U.3 zostały wprowadzone w odpowiedzi na nowsze wersje PCIe i zmieniające się wymagania sprzętowe dla większości wczesnych dysków SSD NVMe.

Zwróć uwagę, że format karty rozszerzeń M.2 jest nowszym rozwinięciem wewnętrznej technologii rozszerzeń. W zależności od typu i funkcjonalności urządzenia, ten współczynnik kształtu może być używany ze standardowym interfejsem SATA lub PCIe. Dyski SSD M.2 zajmują mniej miejsca i wydają się czystsze niż tradycyjne obudowy.

Ponadto protokół Non-Volatile Memory Express obsługuje różne urządzenia, w tym wewnętrzną i zewnętrzną pamięć masową na komputerach stacjonarnych i laptopach. Jest również kompatybilny z różnymi systemami operacyjnymi, w tym Windows, Mac OS X, Linux i Chrome OS firmy Google.

W smartfonie nie można było zainstalować standardowego dysku półprzewodnikowego (SSD). Zmodyfikowali protokół, gdy pamięć NVMe nie działała, i zbudowali niestandardowy kontroler PCIe.

Żywotność dysków SSD i NVME

Trwałość dysków SSD i NVMe jest oryginalnie większa niż przewidywano; Dyski SSD mają teoretyczną maksymalną żywotność około dziesięciu lat, ale w praktyce dyski SSD mają znacznie krótszą żywotność. Google i Uniwersytet Toronto współpracowały przy długoterminowym badaniu dysków SSD.

Stwierdzono, że wiek dysku SSD jest najważniejszym czynnikiem określającym, kiedy dysk SSD ulegnie awarii. Spadła również wymienialność dysków SSD w porównaniu z HDD.

Czym dokładnie jest TBW?

Zapisane terabajty – Terabytes Written (TBW) to najczęstszy sposób wyrażania oczekiwanej żywotności dysku półprzewodnikowego (SSD) (TBW). Ponieważ zapisywanie danych na dysku SSD wpływa na jego żywotność, jest to najważniejszy wskaźnik. Konsumenckie dyski SSD mają niższe wskaźniki TBW niż dyski komercyjne, które są bardziej wydajne. Dyski o większej pojemności, (np. Corsair Force MP600 2 TB), mają wskaźnik TBW równy 3600, podczas gdy dyski klasy konsumenckiej ma wskaźniki TBW max. 600. Ponieważ nie śledzimy, ile danych zapisujemy, wiedząc TBW dysku jest przydatne tylko do porównywania różnych dysków.

W przypadku dysku WD Black NVMe SSD, który ma wskaźnik MTTF 1,75 mln godzin, firma zgłasza międzyczasie awarię (MTTF). Ponadto, ponieważ dyski SSD są nowsze, dostępnych jest mniej informacji o tym, jak długo będą działać. Oczekuje się, że typowy dysk SSD wytrzyma dziesięć lat w normalnych warunkach użytkowania. Oznacza to wzrost w porównaniu z poprzednimi szacunkami na pięć do sześciu lat.

Jaka jest żywotność dysku NVMe?

Jeśli kupisz dysk NVMe o pojemności 1 TB lub 2 TB, może wytrzymać do 800 TB lub 1200 TB. Dzięki 5-letniej gwarancji mogą się również pochwalić średnim czasem między awariami wynoszącym 1,5 miliona godzin.
Jeśli chodzi o pamięć masową, NVMe to przyszłość i powinieneś zastanowić się, jak możesz włączyć go do swojego obecnego systemu.

Czy NVMe jest wart zakupu?

Główny powód, dla którego pamięć NVMe jest tak droga? W porównaniu do dysków SSD z interfejsem SATA mogą przesyłać dane 3–5 razy szybciej. Znajduje to odzwierciedlenie w cenach. NVMe to najnowocześniejszy i najszybszy interfejs pamięci masowej dla laptopów i komputerów stacjonarnych. W rezultacie, w zależności od tego, jak zamierzasz korzystać z komputera, dysk NVMe może nie być dobrą inwestycją.

Podsumowanie

Dyski HDD odchodzą do historii ze względu na osiągi. Dyski SSD pomimo, że wydajne są duże, natomiast NVMe zajmują mało miejsca a do tego są znacznie szybsze. Krótko mówiąc można zrobić szybciej w krótszym czasie.

---

Dziękuję Ci, za poświęcony czas na przeczytanie tego artykułu. Jeśli był on dla Ciebie przydatny, to gorąco zachęcam Cię do zapisania się na mój newsletter, jeżeli jeszcze Cię tam nie ma. Proszę Cię także o “polubienie” mojego bloga na Facebooku oraz kanału na YouTube – pomoże mi to dotrzeć do nowych odbiorców. Raz w tygodniu (niedziela punkt 17.00) otrzymasz powiadomienia o nowych artykułach / projektach zanim staną się publiczne. Możesz również pozostawić całkowicie anonimowy pomysł na wpis/nagranie.

Link do formularza tutaj: https://beitadmin.pl/pomysly

Pozostaw również komentarz lub napisz do mnie wiadomość odpisuję na każdą, jeżeli Masz jakieś pytania:).