金博士vip开户:这是固态硬盘的未来发展方向 NVMe技术进化的意义

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  开篇前提一个问题:NVMe是通过怎样的契机一步一步改变我们的存储环境的?

  如果你不了解背景,那么这个问题真的很难解答,同样这篇文章也不容易被理解,所以开篇之前,还是有必要介绍下背景。

  光纤通道技术被应用之际存储网络就已经开始被广泛运用了,两者几乎是并行发展的,但只短短几年时间就已经有很多人不需要专用光纤通道,原因是SCSI协议提供了一种可靠的基于以太网的替代方案。它和光纤一样都依赖于使用SCSI作为启动器和存储之间通信的存储协议。但随着存储行业开始采用闪存作为持久存储介质, SCSI遇到的性能问题逐渐暴露出来。

  其导致了NVMe或非易失性存储器快速发展,也正因这一契机,NVMe新协议由此诞生并成立了NVM Express公司对其进行监管。而采用NVMe协议的产品中最具代表性的就是三星NVMe SSD 970EVO Plus,三星也理所当然的成为这家公司的董事会领导之一。

  但发展一个重要协议可不是靠简单的替换迭代就能完成的,NVMe协议最重要的优势是不让应用无意义空转,减少了协议本身的时间损耗。

  我们先来看几组对比

  这是通过程序、系统、驱动和硬件等层面检测出来的时间消耗和占比。很明显HDD的延迟非常大,达到了14ms。我们从图中可以看出,NVMe和AHCI对比,协议栈及之下所占用的时间比重明显减小,应用程序层面等待的时间占比则很高,这是硬盘被协议和通道限制所导致的,应用没有被运行,滞留的应用在空转。

  在实际运用的表现下一个和四个SATA SSD是有区别的,但还是不如一个NVMe M.2硬盘。a和b分别是一个和四个SATA SSD,虽然有差别但绿色协议栈消耗还是相当明显,c是NVMe。我们可以看出NVMe相对SATA协议,在软件和硬件上做了巨大优化,大大减小了协议栈的无谓消耗,提高了响应速度。

  NVMe M.2的硬盘还会获得软件加持

  前段时间Windows停用了之前的一些较早版本的更新和维护,与此同时强化Windows 10,目的是为了让我们的电脑都使用Windows 10系统,比起老系统而言新系统对于NVMe是有性能加持效果的。

  这就必须提到Host Memory Buffer (主机缓存技术),原先固态中DRAM是用来放置主机读写SSD时候所送逻辑地址与闪存实体块地址映射表的,而Host Memory Buffer技术让SSD可以直接把映像表放在主机端的DRAM上,透过PCIe接口来存取主机上的内存直接读取固态硬盘映射表,足够快的NVMe完全可以转接PCI-e来使用Host Memory Buffer提升速度。

  如此NVMe则可以上升到企业级

  或许会有人问:SATA呢?

  作为SAS发展后的一个串行接口,进入主机控制器(AHCI)后也就演变成为了SATA。之所以SATA不如NVMe速度快,原因之一是大多数SATA驱动器仍然基于SATA 3.0规范,被限制为6 Gbps和600 MBps的吞吐量,想要在速度上有提升根本不可能,并且AHCI有一个深度只有32个命令的单一队列也是限制SATA速度的重要原因。

  单队列带来的负面影响就是延迟。随着队列大小的增加,新请求延迟遇到的延时更大,因为他们必须等待其他请求完成。因为没有机械移动部件,固态硬盘驱动器的问题相对较少,单个I/O延迟较低,单个队列就成为固态介质的瓶颈。

  相比NVMe协议通道最多64000个队列,每个队列有64000个条目来说,SATA接口的硬盘或许只能停留在消费级家用办公的层面上,然而,企业处理的数据通常比普通消费者多得多,对他们来说,SATA连接带来的延迟和限速将会成为一个大问题。

  所以要保证速度,选择NVMe协议的固态硬盘是最稳妥的选择。在这里要推荐的最具代表性的产品就是三星NVMe SSD 970 EVO Plus,顺序读写速度最高可达3500MB/3300MB/s 基本已经和PCI-e理论读写相媲美,尤其是对3D建模或4K视频师等需要储备大容量数据的职业来说,速度和稳定才是最关键的,它决定的不止是效率,也决定了在输出前最后一步的相关文件是否能安全留存。

  目前三星NVMe SSD 970 EVO Plus正在促销中,点击了解详情/samsungcc_tmall_com/

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