Dyski NVMe są obecnie bardzo ważne w pamięci masowej komputerów i nie bez powodu. Dysk półprzewodnikowy NVMe (SSD) nie tylko pozostawia większość starszych dysków SSD w kurzu, ale jest również niesamowicie szybki w porównaniu ze standardowymi dyskami 3,5- i 2,5-calowymi.
Spis treści:
NVMe kontra SATA III
Weźmy na przykład plik Samsung 860 Pro o pojemności 1 TB, 2,5-calowy dysk SSD o maksymalnej szybkości odczytu sekwencyjnego 560 megabajtów na sekundę (MB / s). Jego następca, Oparty na NVMe 960 Pro, jest ponad sześć razy szybszy, z maksymalną prędkością 3500 MB / s.
Dzieje się tak, ponieważ dyski poprzedzające NVMe łączą się z komputerem PC przez SATA III, trzecią wersję interfejsu magistrali komputerowej Serial ATA. Tymczasem NVMe jest interfejsem kontrolera hosta dla nowszych, bardziej zaawansowanych dysków SSD.
SATA III i NVMe to terminy najczęściej używane w celu rozróżnienia między dyskami ze starej szkoły a nową popularnością, której wszyscy chcą. NVMe nie jest jednak technologią tego samego typu co SATA III.
W dalszej części wyjaśnimy, dlaczego używamy terminów „SATA III” i „NVMe” do porównania tych technologii.
Co to jest SATA III?
W 2000 roku wprowadzono SATA, aby zastąpić poprzedni standard Parallel ATA. SATA oferował szybsze połączenia, co oznaczało znacznie lepszą wydajność w porównaniu do swojego poprzednika. SATA III pojawił się osiem lat później z maksymalną szybkością transferu 600 MB / s.
Komponenty SATA III używają określonego typu złącza do podłączenia do laptopa i określonego typu kabla do podłączenia do płyty głównej komputera stacjonarnego.
Po podłączeniu dysku do systemu komputerowego za pośrednictwem SATA III praca jest wykonywana tylko w połowie. Aby dysk mógł faktycznie komunikować się z systemem, potrzebuje interfejsu kontrolera hosta. To zadanie należy do AHCI, który jest najczęstszym sposobem komunikacji dysków SATA III z systemem komputerowym.
Przez wiele lat SATA III i AHCI działały znakomicie, także w pierwszych dniach SSD. Jednak AHCI został zoptymalizowany pod kątem nośników rotacyjnych o wysokim opóźnieniu, a nie z niskimi opóźnieniami, nieulotnych pamięci masowych, takich jak dyski SSD, wyjaśnił przedstawiciel producenta dysków Kingston.
Dyski półprzewodnikowe stały się tak szybkie, że w końcu nasyciły połączenie SATA III. SATA III i AHCI po prostu nie były w stanie zapewnić wystarczającej przepustowości dla coraz bardziej wydajnych dysków SSDS.
Wraz ze wzrostem szybkości i możliwości napędów rozpoczęto poszukiwania lepszej alternatywy. I na szczęście był już używany na komputerach PC.
Co to jest PCIe?
PCIe to kolejny interfejs sprzętowy. Jest najbardziej znany jako sposób, w jaki karta graficzna pasuje do komputera stacjonarnego, ale jest również używany do kart dźwiękowych, kart rozszerzeń Thunderbolt i dysków M.2 (więcej o tych później).
Jeśli spojrzysz na płytę główną (patrz wyżej), możesz łatwo zobaczyć, gdzie znajdują się gniazda PCIe. Występują głównie w wariantach x16, x8, x4 i x1. Liczby te wskazują, ile torów transmisji danych ma slot. Im większa liczba pasów, tym więcej danych można przenieść w dowolnym momencie, dlatego karty graficzne używają gniazd x16.
Na powyższym obrazku znajduje się również gniazdo M.2, tuż pod górnym gniazdem x16. Gniazda M.2 mogą wykorzystywać do czterech torów, więc są one x4.
Kluczowe gniazda PCIe w każdym komputerze mają tory połączone z procesorem w celu uzyskania najlepszej możliwej wydajności. Pozostałe gniazda PCIe są połączone z chipsetem. Obsługuje to również dość szybkie połączenie z procesorem, ale nie tak szybkie, jak połączenia bezpośrednie.
Obecnie w użyciu są dwie generacje PCIe: 3.0 (najczęściej) i 4.0. Od połowy 2019 roku PCIe 4.0 był zupełnie nowy i obsługiwany tylko na procesorach AMD Ryzen 3000 i płytach głównych X570. Wersja 4, jak można się spodziewać, jest szybsza.
Jednak większość komponentów nie wykorzystuje jeszcze maksymalnej przepustowości PCIe 3.0. Tak więc, chociaż PCIe 4.0 robi wrażenie, nie jest jeszcze koniecznością dla nowoczesnych komputerów.
NVMe przez PCIe
PCIe jest więc jak SATA III; oba służą do łączenia poszczególnych komponentów z systemem komputerowym. Podobnie jak SATA III wymaga AHCI, zanim dysk twardy lub SSD będzie mógł komunikować się z systemem komputerowym, dyski oparte na PCIe polegają na kontrolerze hosta, zwanym non-volatile memory express (NVMe).
Ale dlaczego nie porozmawiamy o SATA III kontra dyski PCIe lub AHCI kontra NVMe?
Powód jest dość prosty. Zawsze mówiliśmy o dyskach jako opartych na SATA, takich jak SATA, SATA II i SATA III – nic dziwnego.
Kiedy producenci dysków zaczęli produkować dyski PCIe, przez krótki czas rozmawialiśmy o dyskach SSD PCIe.
Jednak branża nie miała żadnych standardów, na których można by się skupić, jak to miało miejsce w przypadku dysków SATA. Zamiast tego, jak Wyjaśnienie Western Digitalfirmy korzystały z AHCI i tworzyły własne sterowniki i oprogramowanie układowe do uruchamiania tych dysków.
To był bałagan, a AHCI nadal nie było wystarczająco dobre. Jak wyjaśnił nam Kingston, ludziom trudniej było również zastosować dyski szybsze niż SATA, ponieważ zamiast obsługiwać technologię plug-and-play, musieli także zainstalować specjalne sterowniki.
W końcu branża zebrała się wokół standardu, który stał się NVMe i zastąpił AHCI. Nowy standard był o wiele lepszy, że warto było zacząć mówić o NVMe. A reszta, jak mówią, to historia.
NVMe został zbudowany z myślą o nowoczesnych dyskach SSD opartych na PCIe. Dyski NVMe są w stanie przyjąć znacznie więcej poleceń jednocześnie niż mechaniczne dyski twarde lub dyski SSD SATA III. To w połączeniu z mniejszymi opóźnieniami sprawia, że dyski NVMe są szybsze i bardziej responsywne.
Jak wyglądają dyski NVMe?
Jeśli dzisiaj wybierasz się na zakup dysku opartego na NVMe, to czego potrzebujesz to gumka M.2. M.2 opisuje format dysku – lub, dla naszych celów, jak to wygląda. Dyski M.2 zwykle mają do około 1 TB pamięci, ale są wystarczająco małe, aby zmieścić się między kciukiem a palcem wskazującym.
Dyski M.2 można podłączać do specjalnych gniazd M.2 PCIe, które obsługują do czterech torów przesyłania danych. Dyski te są zwykle oparte na NVMe, ale można również znaleźć dyski M.2, które używają SATA III – po prostu przeczytaj uważnie opakowanie.
Oparte na SATA III dyski M.2 nie są obecnie tak popularne, ale istnieją. Niektóre popularne przykłady to WD Blue 3D NAND i Samsung 860 Evo.
Czy powinieneś zrzucić dyski SATA III?
Chociaż NVMe jest fantastyczny, nie ma jeszcze powodu, aby rezygnować z dysków SATA III. Pomimo ograniczeń SATA III, nadal jest dobrym wyborem jako dodatkowa pamięć masowa.
Na przykład każdy, kto buduje nowy komputer, dobrze by zrobił, gdyby użyć dysku M.2 NVMe jako dysku rozruchowego i podstawowej pamięci masowej. Mógłby wtedy dodać tańszy dysk twardy lub 2,5-calowy dysk SSD o większej pojemności jako dodatkową pamięć.
Może to być dobry pomysł, aby cała pamięć masowa działała przez PCIe. Jednak obecnie dyski NVMe są ograniczone do około 2 TB. Wyższe wydajności są również zbyt drogie. Budżetowy dysk M.2 NVMe o pojemności 1 TB zwykle kosztuje około 100 USD (czyli mniej więcej tyle, ile kosztuje wydajne dyski twarde SATA III o pojemności 2 TB).
Ceny mogą się oczywiście zmienić, gdy otrzymamy dyski M.2 o jeszcze większej pojemności. Firma Kingston podała, że na początku 2021 r. Możemy spodziewać się dysków M.2 o pojemności 4 i 8 TB.
Do tego czasu najlepszym rozwiązaniem jest połączenie M.2 z dodatkowymi dyskami SSD i dyskami twardymi.
Ten sam pomysł dotyczy laptopów. Jeśli kupujesz nowy sprzęt, poszukaj takiego z pamięcią flash NVMe i zapasową 2,5-calową wnęką na dysk twardy SATA III lub SSD.
Jednak nie wszystkie dyski NVMe są sobie równe. Zdecydowanie opłaca się przeczytać recenzje na dysku docelowym przed zakupem.
Jeśli masz nowy komputer stacjonarny lub laptop, prawdopodobnie ma on gniazda M.2 obsługujące NVMe. Aktualizacja komputera jest tego warta!