NVMe چیست؟

NVMe مخفف Non-Volatile Memory Express نوعی درایو SSD است که از پروتکل NVMe برای اتصال به مادربرد رایانه شما استفاده می‌کند. این یک پیشرفت قابل توجه در فناوری ذخیره سازی است و مزایای متعددی را نسبت به دستگاه‌های ذخیره سازی قدیمی ارائه می‌دهد.

اگر قصد خرید استوریج با هاردهای NVMe را دارید این مقاله مناسب شماست.

پروتکل NVMe

NVMe یک پروتکل است که به طور خاص برای دستگاه‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر حافظه‌های فلش مانند SSDها طراحی شده است. این پروتکل بهینه‌تر و ساده‌تر از پروتکل قدیمی AHCI (Advanced Host Controller Interface) است. در ادامه مطلب به بررسی برخی از ویژگی‌های مهم پروتکل NVMe می‌پردازیم:

سرعت:

SSD‌های NVMe به دلیل سرعت استثنایی خود شناخته شده‌اند. آنها می‌توانند سرعت خواندن و نوشتن داده‌ها را به میزان قابل توجهی در مقایسه با هارد دیسک‌های سنتی و حتی SAS SSD ارائه دهند.

زمان تاخیر پایین:

SSD‌های NVMe تأخیر بسیار پایینی دارند، به این معنی که می‌توانند فوراً به اطلاعات دسترسی پیدا کرده و آنها را بازیابی کنند.

فکتور Form:

SSD‌‌های NVMe به شکل‌های مختلفی تولید می‌شوند که رایج‌ترین آنها M.2 و U.2 هستند. Form Factor M.2 کوچک و نازک است که برای لپ تاپ‌ها و اولترابوک‌ها مناسب است، در حالی که Form Factor U.2 در تنظیمات سازمانی رایج‌تر است.

ظرفیت:

SSD‌های NVMe در طیف گسترده‌ای از ظرفیت‌ها، از درایوهای کوچکتر مناسب برای سیستم عامل و چند برنامه کاربردی گرفته تا درایوهای بزرگتر، در دسترس هستند.

دوام:

SSD‌‌های NVMe به طور کلی با دوام‌تر و قابل اعتماد‌تر از هارد دیسک‌های سنتی هستند زیرا قطعات متحرک ندارند. این بدان معنی است که آنها کمتر در معرض شوک فیزیکی و آسیب لرزش هستند.

کاربرد هارد NVMe

هارد NVMe به دلیل عملکرد سریع و تأخیر کم، کاربردهای گسترده‌ای دارد. در این قسمت به بررسی چند مورد استفاده رایج برای هارد NVMe پرداخته شده است:

1_ درایو سیستم عامل:

نصب سیستم عامل خود بر روی یک هارد NVMe به طور قابل توجهی زمان Boot و پاسخگویی کلی سیستم را بهبود می‌بخشد.

2_ سرورهای پایگاه داده:

در محیط‌های سازمانی و سرور، SSD‌های NVMe می‌توانند عملکرد پایگاه داده را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند.

3_ مجازی سازی:

ماشین‌های مجازی VMs و سیستم عامل‌های مجازی سازی از SSD‌های NVMe بهره‌مند می‌شوند. آنها می‌توانند VM‌ها را به طور کارآمدتر میزبانی کنند، که منجر به بهبود زمان پاسخ برای برنامه‌های میزبان می‌شود.

4_ پشتیبان گیری مکرر از اطلاعات:

اگر شما به طور منظم از اطلاعات خود پشتیبان گیری کنید، یک SSD NVMe می‌تواند روند را تسریع و کارآمدتر کند.

انواع هاردهای NVMe

انواع مختلفی از SSD‌های NVMe موجود است که هر کدام برای موارد خاص استفاده می‌شوند. برخی از انواع متداول به شرح زیر است:

SSD NVMe مدل M.2:

SSD‌های NVMe مدل M.2 محبوب‌ترین و گسترده‌ترین فکتور Form برای ذخیره سازی NVMe هستند و معمولا مستقیما به یک Slot ،M.2 در مادربرد متصل می‌شوند. آنها در سایزهای مختلف وجود دارند و برای لپ تاپ‌ها و دسکتاپ‌ها مناسب هستند.

SSD NVMe مدل U.2:

SSD‌های NVMe مدل U.2 معمولاً در محیط‌های سازمانی و مراکز داده استفاده می‌شوند. آنها دارای یک درایو 2.5 اینچی شبیه به هارد دیسک‌های سنتی هستند و از طریق کانکتورهای U.2 به مادربرد متصل می‌شوند. این درایوها به دلیل ظرفیت و کارایی بالای خود شناخته شده‌اند، که آنها را برای بارهای کاری سخت سرور ایده آل می‌کند.

SSD NVMe مدل U.3:

U.3 یک استاندارد رابط ذخیره سازی است که سازگاری بین NVMe SSD (Non-Volatile Memory Express Solid-State Drive) و زیرساخت ذخیره سازی SAS (Serial Attached SCSI) موجود را فراهم می‌کند. این برای ارائه انعطاف پذیری و قابلیت همکاری بین SSD‌‌های NVMe و سیستم‌های قدیمی مبتنی بر SAS طراحی شده است.

SSD NVMe مدل PCIe:

برخی از SSD‌های NVMe به عنوان کارت‌های PCIe طراحی شده‌اند که به Slot‌های PCIe روی مادربرد متصل می‌شوند. این کارت‌ها می‌توانند حتی عملکرد بالاتری نسبت به SSD‌های M.2 ارائه دهند و اغلب توسط علاقه‌مندان سازندگان محتوا و گیمرهایی که خواهان سریع‌ترین راه حل ذخیره سازی موجود هستند، استفاده می‌شوند.

هارد NVMe چگونه کار می‌کند؟

نحوه کار NVMe به شرح زیر است:

موازی سازی و چند رشته ای (Parallelism and Multithreading):

NVMe برای استفاده کامل از پردازنده‌های چند هسته‌ای مدرن طراحی شده است. از موازی و چند رشته‌ای برای برقراری ارتباط موثر با حافظه فلش NAND SSD استفاده می‌کند. این بدان معنی است که می‌تواند چندین دستور خواندن و نوشتن را به طور همزمان صادر کند و سرعت دسترسی به داده‌ها را بهبود بخشد.

NVMe Over Fabrics (NVMe -OF):

NVMe همچنین می‌تواند از طریق شبکه با پروتکل NVMe over Fabrics (NVMe -OF) استفاده شود. این کار مزایای NVMe را به فضای ذخیره‌سازی متصل به شبکه (NAS) گسترش می‌دهد و امکان دسترسی از راه دور به دستگاه‌های ذخیره‌سازی NVMe را فراهم می‌کند در حالی که تأخیر کم و توان عملیاتی بالا را حفظ می‌کند.

مقایسه سرعت هارد NVMe با هاردهای قدیمی

SSDهای NVMe (Non-Volatile Memory Express Solid-State Drives) مزایای سرعت قابل توجهی را نسبت به هارد دیسک‌های سنتی (HDD) و حتی SAS SSD ارائه می‌دهند.

سرعت دسترسی به داده‌ها:

NVMe SSD:
این هارد سرعت دسترسی بسیار بالایی به اطلاعات را ارائه می‌دهند. آنها می‌توانند به سرعت خواندن و نوشتن متوالی بیش از 3000 مگابایت بر ثانیه و سرعت خواندن/نوشتن تصادفی صدها هزار IOPS (عملیات ورودی/خروجی در ثانیه) به دست آورند.

HDD:
HDD‌‌‌‌‌های سنتی از نظر دسترسی به داده‌ها نسبتا کند هستند. آنها به دیسک‌های چرخان و هدهای مکانیکی خواندن/نوشتن متکی هستند که منجر به سرعت خواندن و نوشتن متوالی بسیار پایین‌تر، اغلب حدود 100 مگابایت بر ثانیه و سرعت دسترسی تصادفی محدود می‌شود.

تاخیر:

NVMe SSD:
این هاردها تأخیر بسیار کمی دارند، به این معنی که می‌توانند فوراً به داده‌ها دسترسی پیدا کرده و آنها را بازیابی کنند. تأخیر معمولاً در محدوده میکروثانیه است.

HDD:
HDD‌ها به دلیل اجزای مکانیکی تاخیر بیشتری دارند. تأخیر آن‌ها در میلی‌ ثانیه اندازه‌گیری می‌شود، که نسبت به SSD‌های NVMe کندتر است.

زمان Boot:

NVMe SSD:
با یک NVMe SSD به عنوان درایو اصلی، رایانه شما می‌تواند در عرض چند ثانیه راه‌اندازی شود و تجربه‌ای تقریباً آنی را ارائه دهد.

HDD:
Boot شدن از هارد دیسک می‌تواند چند دقیقه طول بکشد، زیرا سیستم عامل و برنامه‌ها باید از دیسک‌های در حال چرخش خوانده شوند.

بارگیری برنامه:

NVMe SSD:
برنامه‌ها به سرعت راه‌اندازی می‌شوند و نرم‌افزارهای فشرده داده تقریباً بلافاصله روی SSD‌های NVMe بارگیری می‌شوند.

HDD:
بارگیری برنامه‌ها از یک هارد دیسک می‌تواند به تاخیرهای قابل توجهی منجر شود، به خصوص در برنامه‌ها یا بازی‌های بزرگ.

سرعت انتقال فایل:

NVMe SSD:
این هارد در جابجایی فایل‌ها عالی هستند و نرخ انتقال سریع را برای فایل‌های بزرگ یا فایل‌های کوچک متعدد ارائه می‌دهند.

HDD:
هارد دیسک‌های سنتی با انتقال فایل مشکل دارند که اغلب باعث ایجاد Bottleneck در انتقال داده می‌شود.

چندوظیفه‌ای (Multitasking):

NVMe SSD:
درایوهای NVMe SSD چندین وظیفه را به راحتی انجام می‌دهند و عملکرد ثابتی را حتی در هنگام اجرای چندین برنامه به طور همزمان ارائه می‌دهند.

HDD:
هارد دیسک‌ها به دلیل سرعت پایین‌تر دسترسی به داده‌ها و سرعت انتقال داده، هنگام انجام چند کار ممکن است کند شوند.

منبع