NVMe SSD-k:
Az NVMe már nem egy “nice-to-have” tárolási technológia – ha új PC-t vásárolsz, ezt a funkciót aktívan keresned kell. Sőt, ha a PC-je viszonylag új keletű, akkor is érdemes NVMe-re frissítenie. Íme, miért.
Mi az NVMe
Az NVMe egy kommunikációs szabvány, amelyet kifejezetten SSD-khez fejlesztett ki egy olyan gyártókból álló konzorcium, mint az Intel, a Samsung, a Sandisk, a Dell és a Seagate. A PCIe buszon keresztül működik (innen az “Express” a nevében), ami lehetővé teszi, hogy a meghajtók inkább a gyors memóriaként viselkedjenek, mint az általuk imitált merevlemezekként. A lényeg: Az NVMe gyors. Nagyon gyors. Mintha soha többé nem kellene várnod a számítógépedre.
A tároló mint szűk keresztmetszet megszüntetése
Nem akarom lekicsinyelni a CPU- és GPU-gyártók elmúlt évtizedben tett erőfeszítéseit, de a legújabb csúcskategóriás PC-k azért tűnnek sokkal gyorsabbnak, mert az SSD-k – először a SATA, most pedig az NVMe – kvantumugrást jelentenek a tárolási teljesítményben. A tárolás volt az utolsó szűk keresztmetszet a valós és a vélt teljesítmény szempontjából, de most már széles körben, bosszúból.
Ha az elmúlt két évben vásároltál mondjuk egy MacBook Prót, észrevehetted, hogy a hétköznapi műveletekre már alig vársz. Programok ugranak meg, fájlok pillanatok alatt betöltődnek és mentődnek, a gép pedig néhány másodperc alatt elindul és leáll.
Ez azért van, mert a legújabb MacBook Prókban található NVMe SSD szó szerint négyszer gyorsabban olvassa és írja az adatokat, mint a korábbi generációkban található SATA SSD-k. Nem csak ez, hanem tízszer gyorsabban meg is találja őket (seek). Ez a SATA SSD-k által a merevlemezekhez képest már eddig is biztosított négyszeres-ötszörös átviteli és tízszeres keresési időbeli javuláson felül.
A három főáramú tárolási technológia megközelítő teljesítményhatárai a dolgok jelenlegi állása szerint a következők:
Nem mintha gyakran lenne szükség ilyen tartós átviteli teljesítményre, de az NVMe bármilyen méretű fájlok átvitelét rövid idő alatt megoldja. HDD = 200MBps, SATA SSD = 550MBps, NVMe SSD = 3GBps. A hosszabb sávok jobbak.
A CPU és a GPU fejlődési görbéje elhalványul a tárolókéhoz képest az elmúlt 10 évben. HD = 2-5 ms keresés, SATA SSD = 0,2 ms keresés, NVMe SSD = 0,02 ms keresés. A rövidebb sávok jobbak, de ez egy általános átlag. Egyes meghajtók az egyes kategóriákban jobban, mások rosszabbul teljesíthetnek.
A merevlemezek a kapacitás tekintetében még mindig hatalmasat ütnek a pénzért, és csodálatosak a kevésbé használt adatok számára. De az operációs rendszer, a programok és a gyakran használt adatok számára NVMe SSD-t akarsz, ha a rendszered támogatja, vagy SATA SSD-t, ha nem.
SATA SSD-k vs. NVMe SSD-k
Mivel már a NAND-alapú SSD-k megjelenésekor is jól ismerték a bennük rejlő végső teljesítménypotenciált, az iparág számára egyértelmű volt, hogy idővel új buszra és protokollra lesz szükség. Mivel azonban az első SSD-k viszonylag lassúak (és terjedelmesek) voltak, sokkal kényelmesebbnek bizonyult a meglévő SATA tárolási infrastruktúra használata.
Noha a SATA-busz a 3.3-as verzióval 16 Gbps-ra fejlődött, szinte minden kereskedelmi implementáció továbbra is 6 Gbps-os (a kommunikációs overhead után nagyjából 550 MBps). Még a 3.3-as verzió is jóval lassabb, mint amire a mai SSD-technológia képes, különösen RAID-konfigurációkban.
A Sandisk Extreme Pro pontosan ugyanolyan teljesítményt nyújt, mint a WD Black NVMe. Mert, várjunk csak – ez ugyanaz a meghajtó. A meghajtó négy PCIe sávot használ, így elméleti maximális átviteli sebessége jóval meghaladja a 3 GBps-t.
A SATA busz helyettesítésére egy sokkal nagyobb sávszélességű, szintén már létező busztechnológia, a PCI Express, vagyis a PCIe kihasználása mellett döntöttek. A PCIe a grafikus és egyéb kiegészítő kártyák mögöttes adatátviteli rétege.. A 3.x generációtól kezdve több sávot kínál (a legtöbb PC-ben akár 16-ot is egy eszközzel), amelyek egyenként közel 1 GBps (985 MBps) sebességűek.
A PCIe az alapja a Thunderbolt interfésznek is, amely kezd kifizetődni a játékhoz használt külső grafikus kártyák, valamint a külső NVMe tárolók esetében, amelyek majdnem olyan gyorsak, mint a belső NVMe. Az, hogy az Intel nem hagyta meghalni a Thunderboltot, nagyon jó dolog volt, ahogy azt sok felhasználó kezdi felfedezni. Bár az Intel megosztotta a technológiát az USB-fórummal, hogy könnyebbé tegye a megvalósítást, még mindig ritkább, mint remélnénk.
A PCIe tároló persze jó pár évvel megelőzte az NVMe-t. De a korábbi megoldásokat a régebbi adatátviteli protokollok, például a SATA, az SCSI és az AHCI akadályozták, amelyeket mind akkor fejlesztettek ki, amikor a merevlemez még a tárolási technológia csúcsát jelentette. Az NVMe az alacsony késleltetésű parancsok és a többszörös várakozási sorok – akár 64K-ig terjedő sorok – révén megszünteti ezeket a korlátokat. Ez utóbbi különösen hatékony, mivel az adatok az SSD-kre puskaporos módon, a chipeken és a blokkokon szétszórva íródnak, nem pedig összefüggő körökben, mint a merevlemezeken.
Az NVMe szabvány tovább fejlődött a jelenlegi 1.31-es verzióig, és olyan funkciókkal bővült, mint például a számítógép rendszermemóriájának egy részének gyorsítótárként való használata. Ezt a gyorsítótárazást már láttuk alkalmazni az általunk nemrég vizsgált szuperolcsó Toshiba RC100 esetében, amely lemond a legtöbb NVMe-meghajtó által használt fedélzeti DRAM gyorsítótárról, de még így is elég jól teljesít ahhoz, hogy a mindennapi feladatok elvégzéséhez az NVMe-nek megfelelő rúgást adjon a rendszernek.
Mire van szükséged az NVMe-hez
A legjobb természetesen az, ha a rendszered már támogatja az NVMe-t és rendelkezik M.2-es bővítőhelyekkel, de egy 25 dolláros adapterkártyán keresztül még mindig lehetséges NVMe-meghajtót beépíteni bármelyik PCIe-nyílással rendelkező PC-be. A főbb operációs rendszerek minden újabb verziója biztosít illesztőprogramokat, és a rendszer korától függetlenül egy nagyon gyors meghajtóval lesz dolga. De van egy bökkenő.
Hogy teljes mértékben kihasználhassa az NVMe SSD előnyeit, képesnek kell lennie az operációs rendszer indítására róla. Ehhez BIOS-támogatásra van szükség. Sóhaj. A legtöbb régebbi mainstream BIOS nem támogatja az NVMe-ről való bootolást, és valószínűleg soha nem is fogja. A gyártóknak egyszerűen nincs haszna abból, hogy ezt hozzáadják, és nagyon is valós hátránya van: Kevésbé valószínű, hogy frissítesz egy NVMe-vel frissített rendszert, hacsak nem játszol PC-játékokkal vagy csinálsz valami igazán CPU-intenzív dolgot, például 2160p (4K)/4320p(8K) videót szerkesztesz.
Egy M.2 NVMe SSD, mint például a viszonylag megfizethető és nagyon gyors (kivéve a rendkívül nagy átvitelt) Samsung 970 EVO, élhet egy M.2/PCIe foglalatban, vagy egy olcsó adapterkártya segítségével egy hagyományos PCIe foglalatban (x4 vagy nagyobb).
A fogyasztói térben forgalmazott összes NVMe SSD az M.2 formát használja, bár vannak más csatlakozók is (lásd alább). De pusztán az M.2 foglalat megléte még nem garantálja az NVMe-kompatibilitást. Az M.2-t úgy tervezték, hogy támogassa az USB 3.0-t, a SATA-t és a PCIe-t, és a legtöbb korai M.2 foglalat csak a SATA-t támogatta. Olvassa el a rendszer vagy az alaplap felhasználói kézikönyvét, vagy nézzen utána az interneten. Vegye figyelembe, hogy az M.2 elődjének számító MSATA foglalat nagyon hasonlóan néz ki.
A foglalatról ránézésre nem lehet megállapítani, hogy támogatja-e a PCIe és az NVMe szabványt, de a PCIe x2 és a PCIe x4 foglalat között meg lehet különböztetni. Az előbbi, az úgynevezett B-kulcsos (a kulcs egy emelkedés, amely a meghajtó érintkezőinek résével házasodik) hat, a többitől elválasztott érintkezővel rendelkezik, míg az utóbbi, az M-kulcsos, öt, a többitől az ellenkező oldalon elválasztott érintkezővel rendelkezik. Nincs szigorú szabály, de sok B-kulcsos bővítőhely csak SATA-csatlakozós volt. Ha van olyan B/M-kulcsos foglalatod, ahol mindkét érintkezőcsoport külön van, ami manapság a leggyakoribb, akkor aranyat érsz. Ezeket néha socket 2-nek és socket 3-nak is nevezik.
Míg tesztalanyunk M.2-es foglalata támogatja a PCIe-t és az NVMe-t, a tiéd nem biztos, hogy támogatja. A képen a WD Black NVMe SSD-je látható – egy nagyon méltó meghajtó, amely jobban bírja az átvitelt, mint Samsung 970 EVO versenytársa.
Ha a foglalat cserbenhagy, akkor itt az ideje az általam említett 25 dolláros PCIe M.2 adapterkártyának. A Plextor M9Pe és mások már PCIe-kártyára szerelt, kész termékként kaphatók.
Amit végfelhasználóként érdemes elkerülni, azok a 2,5 hüvelykes NVMe-meghajtók. Ezekhez az U.2 need SFF-8639 (Small Form Factor) csatlakozóra van szükség. Az U.2-es csatlakozó négy Gen 3 PCIe-sávot, két SATA-portot, valamint oldalsávos csatornákat és 3,3 és 12 voltos tápellátást is kínál, de csak vállalati szintű tárolóadapterekben és rendszerekben található meg.
Ha esetleg azon ritka Windows PC-k egyikét használja, amelyek támogatják a Thunderboltot (sok Asus alaplappal rendelkező számítógép támogatja), akkor egy külső Thunderbolt PCIe burkolatot használhat, hogy NVMe-t adjon a rendszeréhez. Ez úgy működik, mint a karikacsapás egy Thunderboltos Mac-en, amely elég új a High Sierra futtatásához.
Nem minden NVMe-meghajtó egyforma
Míg szinte bármilyen NVMe-nek gyorsabbnak kell éreznie a rendszerét, nem mindegyik egyforma. Közel sem egyformák. Míg a Samsung 970 Pro több mint 3GBps sebességgel olvas és több mint 2,5GBps sebességgel ír, addig a Toshiba RC100 1,2GBps sebességgel olvas és alig 900MBps sebességgel ír. A különbség még nagyobb lehet, ha az írott adatok mennyisége meghaladja a fedélzeti gyorsítótár mennyiségét.
A teljesítményt számos tényező befolyásolja, többek között a vezérlő, a fedélzeti NAND mennyisége, a PCIe-sávok száma (lásd fentebb) és a NAND típusa. Íme néhány ökölszabály:
- x4 PCIe NVMe SSD gyorsabb, mint az x2 PCIe típusok.
- Minél több NAND chip van, annál több útvonalat és célállomást kell a vezérlőnek elosztania és tárolnia az adatokat. Ugyanazon modell meghajtójának kisebb kapacitású változatai (különösen a 128 GB és 256 GB) elég gyakran lassabbak, mint a nagyobb kapacitású ízek.
- A használt NAND típusa számít. Az SLC (Single-Level Cell/1-bit) a leggyorsabb, az MLC (Multi-Level Cell/2-bit) a következő, a TLC (Triple-Level Cell/3-bit) a lassabb, a QLC (Quad-Level Cell/4-bit) pedig a leglassabb. A képletet azonban bonyolítja az a tény, hogy bármelyik NAND-típust (az SLC kivételével) úgy kezelhetjük, mint a gyorsabb elődjét, ha egyszerűen kevesebb bitet írunk. A gyártók ezt az SSD cache-nek szánt részeivel teszik, ami azt jelenti, hogy egy TLC vagy QLC meghajtó ugyanolyan gyors lehet, mint egy SLC meghajtó, amíg ez a cache el nem fogy.
- A legtöbb vezérlő manapság nagyon hatékony, de néhány, például az Intel és a Sandisk által használt vezérlő okosabban használja a cache-t, és nagyobb adathalmazok esetén is képes fenntartani az írási teljesítményt.
Nézze meg SSD-értékeléseinket az egyes meghajtókkal kapcsolatos részletes információkért.
A kapacitás számít
Mivel szinte minden NVMe SSD a NAND egy részét másodlagos gyorsítótárként használja, és sokan , elsődleges gyorsítótárként is használják. Erre a célra rendelkezésre kell állnia a NAND-nak. Például, ha veszel egy 1 TB-os SSD-t, és 900 GB-ot teszel rá, akkor sokkal kevesebb NAND áll rendelkezésre a gyorsítótárazási feladatokhoz. A teljesítmény szenvedni fog. Tapasztalataink szerint, amint eléri a 80%-os töltöttségi szintet, már észreveheti a különbséget.
Azt tartsa szem előtt, amikor eldönti, hogy milyen méretet vásároljon. Egy jó ökölszabály, hogy a várhatóan szükséges kapacitás kétszeresét vásárolja meg, ne feledje, hogy a dolgok hajlamosak bővülni, hogy kitöltsék a rendelkezésre álló helyet.
NVMe azt jelenti, hogy hosszú ideig nem bánja meg
Ha mindez még nem tette egyértelművé a lényeget, akkor mondjuk el újra: Az NVMe az a tárolási technológia, amelyet a jelenlegi vagy a következő számítógépéhez szeretne. Hacsak nem vagy gamer vagy nagy felbontású videószerkesztő, gyakorlatilag garantálja, hogy egy jó darabig nem fogod szükségét érezni, hogy lecseréld a jelenlegi rendszeredet – legalábbis a teljesítmény miatt. Valóban, mióta NVMe SSD-kkel frissítettem a hat-hét éves rendszereimet, nulla késztetést érzek arra, hogy lecseréljem őket. Nulla.