تمام چیزهایی که درباره NVMe پرسرعت‌ترین SSD های آینده، باید بدانید!

همانطور که SSD بیشتر رایج شده‌اند، شما نیز بیشتر درباره Non-Volatile Memory Express یا به صورت اختصار NVM Express و رایج‌تر از آن NVMe خواهید شنید. NVMe یک رابط/پروتکل توسعه دهنده ارتباطات به ویژه برای SSDها توسط پیوندی از کمپانی‌ها شامل اینتل، سامسونگ، سندیسک (Sandisk)، دل (Dell) و سی‌گیت (Seagate) است.

همانطور که SSD بیشتر رایج شده‌اند، شما نیز بیشتر درباره Non-Volatile Memory Express یا به صورت اختصار NVM Express و رایج‌تر از آن NVMe خواهید شنید. NVMe یک رابط/پروتکل توسعه دهنده ارتباطات به ویژه برای SSDها توسط پیوندی از کمپانی‌ها شامل اینتل، سامسونگ، سندیسک (Sandisk)، دل (Dell) و سی‌گیت (Seagate) است.

مانند SCSI و SATA، NVMe نیز برای بهره بردن از خاصیت‌های منحصربه‌فردِ دسترسی تصادفی از فضای ذخیره سازیِ مبتنی بر حافظه طراحی شده است. SSD همچنین بازتابی از پیشرفت در متدها برای کاهش بیشتر تاخیر اطلاعات از SATA و AHCI که معرفی شده‌اند می‌باشد.

پیشرفته‌ها شامل درخواست تنها یک پیام برای انتقال 4کیلوبایت می‌باشند و دارای توانایی پردازش چند صفی –65,536 از آن‌ها- به جای تنها یک صف هستند. این سرعت کارها برای پردازش همزمان مقدار زیادی از درخواست‌های ورودی و خروجی را در سرور بالا می‌برد؛ گرچه برای مصارف کامپیوترهای شخصی منفعت کمتری خواهد داشت.

NVMe: ساخته شده برای SSDها

این ذخیره سازی حالت جامد در یک چارچوب مهم اجرا می‌شود: میراث باس های ذخیره سازی. Serial ATA و Serial Attached SCSI (SAS)، پهنای باند فراوانی را برای هارد درایوها ارائه دادند، اما آن‌ها برای افزایش سرعت SSDها، انگیزه و انرژی خود را از دست داده‌اند.

چون آخرین حد SATA 600Gbps تنها در حدود آخرین حدِ SATA SSD است، این روزها در زمان تست کردن هر دو یک امتیاز را کسب می‌کنند – حدود  500MBps-. حتی در عملکردِ 12GBps SAS SSD اجزا در حدود 1.5GBps می‌باشد. توانایی تکنولوژی SSD بسیار بیشتر است.

صنعت (تولید سخت افزار) از ابتدا می‌دانست که این بن‌بست به وجود خواهد آمد. SSDها با داشتن سیستم حافظه سریع، بسیار پرسرعت‌تر از هارد درایوهای کندِ تقلید شده هستند. این به صورت ساده‌ای برای استفاده در زیرساخت حافظه کامپیوترهای شخصیِ موجود بود؛ قرار داردن SSDها در SATA و SAS هایی که تا حدودی کند بودند. برای مدت زیادی این کار خوب بود، در حالی که در همان زمان SSDها در سرعت صعود می‌کردند. البته مدت زمان زیادی ار آن روزها گذشته است.

توانمند سازی تکنولوژی موجود

خوشبختانه پیش از این تکنولوژی باس با پهنای باند بالا در PCI Express یا PCIe وجود داشت. PCIe یک لایه اصلی انتقال اطلاعات برای کارت‌های گرافیک و دیگر کارت‌های قابل اضافه شدن به کامپیتر است؛ مانند Thunderbolt. (Gen 2) تقریبا 500MBps در هر مسیر و نسخه 3.x آن (Gen 3) حدود 985MBps در هر مسیر را ارائه می‌دهد. قرار دادن یک کارت در شکاف x4 (4 مسیره) تا 2گیگابایت پهنای باند با Gen 2 و نزدیک به 4گیگابایت با Gen 3 به شما پهنای باند می‌دهد. این یک پیشرفت عظیم و در مورد آخر یک فضای به اندازه گسترده برای SSDهای پرسرعت امروزی است.

کارت توسعه PCIe راه حلی برای OCZ’s RevoDrive، Kingston’s Hyperx Predator M.2/PCIe و Plextor’s M6e است و برای دیگر SSDهم قابل دسترس است اما امروزه آنها بر پروتکل های SCSI و SATA همراه هارد درایوهایی با متدهای خطی مستقیم تکیه می‌کنند. واضح است که رویکردِ جدید در این زمینه ضروری است.

جایگاه درایورها، BIOS و رابط ها

یکی از بهترین موارد درباره NVM Express این است که نیاز نیست شما نگران نمایان شدن درایورها باشید. لینوکس داراری پشتیبانی NVMe از هسته 3.1 است؛ ویندوز 8.1 و سرور 2012 R2 هر دو شامل یک درایور محلی هستند و یک درایور FreeBSD در کارها وجود دارد. زمانی که کمپانی اپل تصمیم به حمایت از NVMe گرفت، آخرین نسخه آن برای پورت سیستم‌های این کمپانی به راحتی کار می‌کرد.

با این حال BIOS عمدتا فاقد عملکرد با NVMe است. بدون NVMe-aware BIOS، شما نمیتوانید سیستم خود را از درایوِ NVMe بوت کنید، البته همه میتوانند با شکاف x4 PCIe یا رابط M.2 از درایو NVMe به عنوان یک دستگاه دخیره سازی ثانویه استفاده کنند. یک NVMe BIOS دارای یک چارچوب فنی دشوار نیست اما نیازمد ساعت‌ها مهندسی و البته پول است

مشکل بغرنجِ استفاده کنندگان اولیه محصول ، اتصال پیچیده این سیستم است. به زودی شما خواهید دید که کارت‌های توسعه بسیاری از درایوهای NVMe، از شکاف‌های Gen 3 PCIe استفاده می‌کنند. به این خاطر که NVMe SSD های 2.5 اینچی از اتصال جدید SFF-8639 (Small Form Factor) استفاده میکنند. این اتصال به صورت اختصاصی برای NVMe و SATA Express توسعه یافته است اما در حال حاضر تنها در سرورهای بزرگ پیدا میشود. یک اتصال SFF-8639، چهار مسیر Gen 3 PCIe، دو پورت SATA به اضافه کانال‌های دوطرفه که هر دو دارای قدرت 3.3 و 12 ولتی هستند، دارد.

آداپتورها و کابل‌هایی وجود دارد که  به شما اجازه میدهد که NVMe SSDها را به M.2 متصل کنید اما همانطور که M.2 فاقد یک خط 12 ولتی است، آداپتورها جریان را از یک رابط قدرت استادارد SATA عبور میدهند. مشکل واقعی M.2 این است که در سیستم‌های اینتل به صورت عمومی در پشت PCH (Platform Controller Hub) پیاده سازی میشود که دارای تنها Gen 2 PCIe است. این موضوع به این دلیل است که خطوط PCH در پشت DMI (Direct Media Interface) قرار دارد و محدود به 2GBps است.

به یاد داشته باشید که NVMe از طریق M.2، 3.3برابر سریعتر از SATA نیست. اما اگر پول بپردازید به آنچه که میخواهید، یعنی تمام توانایی SSD خود خواهید رسید. یعنی یک درایو کارت توسعه تا رابط SFF-8639 در مصارف کامپیوترهای شخصی هم می‌رسد.

NVMe SSDها در واقع با Samsung 1.6TB MZ-WEIT10 در تابستان گذشته رونمایی شد که در سرورِ DELL 10.000 دلاری PowerEdge R920 بود. اینتل نیز PS3600 گران قیمت و سری 3700   NVMe SSD را معرفی کرد که آنها از نظر ظرفیتی تا 2TB در دسترس هستند. اولین مصرف کننده درایوهای NVMe اینتل 750 میباشد.

چشم انداز فعلی

علاقه‌مندان خواهان بررسی Intel 750 هستند. بیشتر مادربردهای بزرگ به روز رسانی‌های سفت‌افزاری را برای پشتیبانی سیستم از NVMe دریافت خواهند کرد؛ پس شما میتوانید از این درایو سیستم خود را بوت کنید. البته احتمالا بیشتر بردهای Mainstream نتوانند اما صحبت‌های ما با اینتل و دیگر فروشندگان این را نشان می‌دهد که بعدها پشتیبانی سیستم‌ها و بردها را از NVMe خواهید دید.

تا آن زمان راه‌های مورد اعتمادی برای محدودیت ذخیره سازی کامپیوتر شخصی شما وجود دارد البته اگر شما محدودیت 500Mbps را در نظر بگیرید. یکی ار آن ها RAID 0 هست. تا زمانی که یک پورت SATA به 600Gbps محدود شود، چها تا را با هم ترکیب و پهنای باند را به 2.4GBps می‌رساند. در واقع باس DMI در پشت SATA دارای 2GBps و SATA/RAID تا 1.4GBps سرعت را کاهش میدهد. اما این همچنان یک پیشرفت است.

انتخاب دوم یک PCIe M.2 SSD مانند Plextor M6e و Kingston HyperX Predator SSD است. بیشتر درایوهای PCIe M.2 همچنین برای کارت‌های آداپتور ارزان که به شما اجازه استفاده از آنها را در شکاف‌های PCIe در دسترس است؛ اگر مادربرد شما فاقد رابط M.2 باشد. میبینیم که 1.4GBps به 1.6GBps میرسد –یک تقویت قابل توجه- و ست آپ دستگاه کمی سریعتر از RAID 0 است که قبلا انجام میدادیم. آنها ارزان نیستند اما معرفی Intel 750 که به طور نسبی قیمت مناسبتری داشت، قیمت‌ها کمی کاهش خواهد داد.

بر اساس شنیده‌های ما از برخی فروشندگان، شما می‌توانید انتظار آن را داشته باشید که امسال NVMe بازار را به دست خواهد گرفت. NVMe دارای پیشرفت‌های زیادی است.