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  • 1 # 科技行者

    的確,現在很多儲存商都採用了NVMe。先介紹下概念。NVMe,全稱Non-Volatile Memory Express,又名非易失性記憶體儲存器,是一套全新的儲存協議標準,在當下SSD橫行的市場中佔據重要位置,也是目前業內的行業規範。其規範由包含100多家公司在內的工作小組所制定。在最近幾年中可以說是徹底改變了儲存行業,隨著更低的價格和更好的效能,越來越多的企業和資料中心開始採用NVMe。

    據專業機構預測:NVMe市場將於2020年超過570億美元,屆時大約40%的全快閃記憶體陣列將是基於NVMe標準,且NVMe-oF介面卡的付運量將於2020年上升到740,000個。

    NVMe的優勢,可以總結為一個字,就是快。速度相當驚人。嚴格來說,NVMe的原始基本規範是被設計為快閃記憶體上的儲存協議,該協議使用現有未修改的PCIe作為本地傳輸。這種分層的方法非常重要。其實,NVMe不會建立新的電子或幀圖層,而是利用PCIe已經提供的優勢。作為高速互操作匯流排技術,PCIe的歷史大家已經耳熟能詳,然而,雖然也有優勢,但不適合建立大型儲存資料或覆蓋距離超過幾米,正是由於這個限制,NVMe打破侷限用作直接連線儲存(DAS)技術,本質上將SSD連線到伺服器內的處理器,或者可能連線機架內的全快閃記憶體陣列。

    事實上,NVMe-oF描述了一種透過選定的結構技術繫結常規NVMe協議的方法,這個比較抽象,使得本地NVMe命令可以透過最少的處理在架構上傳輸,以將架構傳輸對映到PCIe並返回。演示表明,與直接PCIe連結相比,透過結構訪問NVMe SSD的延遲損失可低至10微秒。

    上述有點點偏技術,我們再用簡單的話術談下。SATA AHCI標準每條命令需要讀取4次暫存器,消耗8000次CPU迴圈,大概2.5微秒的延遲,而NVMe標準精簡了呼叫方式,執行命令時不需要讀取暫存器,延遲不到AHCI標準的一半。

    在制定SATA AHCI規範時並行性的想法並沒有完全融合到規範內,最高可以支援命令深度級數為32級。而NVMe標準理論上可以把最大佇列深度從32提升到64000,SSD的IOPS能力會得到大幅提升。

    綜合上述,相比於SATA AHCI標準,NVMe標準下的SSD執行命令的延時大大減小了,佇列縱深也增強了,IOPS也較大帽度增加了很多。

  • 2 # 智慧新視界

    NVMe全稱: Non-Volatile Memory express(非易失性儲存器的傳輸規範),NVMe是Host和PCIE BUS SDD間的資料通訊協議,是專門針對PCIe SSD設計的介面標準,其目的是儘可能縮小儲存系統和記憶體、CPU頻寬之間的差距,是取代現在SATA介面的AHCI協議。具有更高的傳輸速度和更低的延遲,是未來的主流儲存協議。主要優點有:

    1、更低的延遲

     NVMe面向的是PCIe SSD,原生PCIe主控與CPU直接相連,NVMe精簡了呼叫方式,執行命令時不需要讀取暫存器;而AHCI每條命令則需要讀取4次暫存器,一共會消耗8000次CPU迴圈,從而造成2.5μs的延遲。

    2、更高的傳輸速度

    NVMe另一個重點是提高SSD的IOPS(每秒讀寫次數)效能。理論上,IOPS=佇列深度/ IO延遲,故IOPS的效能,與佇列深度有較大的關係(但IOPS並不與佇列深度成正比,因為實際應用中,隨著佇列深度的增大,IO延遲也會提高)。市面上效能不錯的SATA介面SSD,在佇列深度上都可以達到32,這已是AHCI所能做到的極限。但目前高階的企業級PCIe SSD,其佇列深度可能要達到128,甚至是256才能夠發揮出最高的IOPS效能。在NVMe標準下,最大的佇列深度可達64000。此外,NVMe的佇列數量也從AHCI的1,提高了64000。

    3、更低的功耗

    NVMe協議加入了自動功耗狀態切換和動態能耗管理功能,在能耗管理上,相比主流的SATA介面SSD擁有較大優勢,這一點對增加膝上型電腦等移動裝置的續航尤其有幫助。另外,因為原生PCIe可以與CPU直連,資料傳輸時沒有了中間轉接過程所產生的功耗,也會在一定程度上降低能耗。

    由於SATA介面的AHCI是面向機械硬碟設計的,所以傳輸速度慢、延遲高,而NVME是真正面向PCIe ssd設計,延遲更低、速度更快、功耗控制更好,對於提升電腦儲存系統的讀寫速度效果明顯,NVMe為標準的儲存產品將是未來的主流儲存技術。

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