SSD NVMe: Tutto quello che dovete sapere su questo storage follemente veloce

NVMe non è più una tecnologia di storage piacevole da avere – se state acquistando un nuovo PC, è una caratteristica che dovreste cercare attivamente. Inoltre, se il vostro PC è abbastanza recente, dovreste passare a NVMe. Ecco perché.

Cos’è NVMe

NVMe è uno standard di comunicazione sviluppato appositamente per gli SSD da un consorzio di fornitori tra cui Intel, Samsung, Sandisk, Dell e Seagate. Opera attraverso il bus PCIe (da cui il ‘Express’ nel nome), che permette alle unità di agire più come la memoria veloce che sono, piuttosto che i dischi rigidi che imitano. In conclusione: NVMe è veloce. Davvero veloce. Come non dover mai più aspettare il tuo computer.

Rimuovere lo storage come collo di bottiglia

Non per sminuire gli sforzi dei venditori di CPU e GPU negli ultimi dieci anni, ma la ragione per cui gli ultimi PC di fascia alta sembrano così veloci è il salto quantico nelle prestazioni dello storage fornito dagli SSD, prima SATA e ora NVMe. Lo storage è stato l’ultimo collo di bottiglia per le prestazioni reali e percepite, ma ora si sta diffondendo con una vendetta.

Se avete comprato, diciamo un MacBook Pro, negli ultimi due anni, potreste aver notato che non aspettate quasi più per operazioni banali. I programmi si aprono, i file si caricano e si salvano in un istante, e la macchina si avvia e si spegne in pochi secondi.

Questo perché l’SSD NVMe all’interno dell’ultimo MacBook Pro legge e scrive dati letteralmente quattro volte più velocemente degli SSD SATA presenti nelle generazioni precedenti. Non solo, ma li individua 10 volte più velocemente (seek). Questo si aggiunge al miglioramento da quattro a cinque volte nel throughput e al miglioramento di dieci volte nei tempi di ricerca che era già fornito dagli SSD SATA rispetto ai dischi rigidi.

I massimali di performance approssimativi per le tre tecnologie di storage mainstream, allo stato attuale delle cose, sono:

IDG

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I dischi rigidi offrono ancora un enorme rapporto qualità/prezzo in termini di capacità e sono meravigliosi per i dati meno utilizzati. Ma per il vostro sistema operativo, i programmi e i dati più utilizzati, volete un SSD NVMe se il vostro sistema lo supporta, o un SSD SATA se non può.

SATA SSD vs. NVMe SSD

Conoscendo bene il potenziale di performance finale degli SSD basati su NAND anche quando sono apparsi per la prima volta, era chiaro all’industria che un nuovo bus e protocollo sarebbero stati necessari. Ma, dato che i primi SSD erano relativamente lenti (e ingombranti), si è dimostrato molto più conveniente usare l’infrastruttura di archiviazione SATA esistente.

Anche se il bus SATA si è evoluto a 16Gbps a partire dalla versione 3.3, quasi tutte le implementazioni commerciali rimangono a 6Gbps (circa 550MBps dopo le spese generali di comunicazione). Anche la versione 3.3 è molto più lenta di ciò che la tecnologia SSD di oggi è in grado di fare, soprattutto nelle configurazioni RAID.

Sandisk

Come sostituto del bus SATA, è stato deciso di sfruttare una tecnologia di bus con una larghezza di banda molto più elevata che era già presente: PCI Express, o PCIe. PCIe è il livello di trasporto dati sottostante per la grafica e altre schede aggiuntive. A partire dalla generazione 3.x, offre più corsie (fino a 16 per l’uso con qualsiasi dispositivo nella maggior parte dei PC) che gestiscono quasi 1GBps ciascuno (985MBps).

PCIe è anche la base per l’interfaccia Thunderbolt, che sta iniziando a pagare i dividendi con le schede grafiche esterne per i giochi, così come lo storage esterno NVMe, che è quasi veloce come NVMe interno. Il rifiuto di Intel di lasciar morire Thunderbolt è stata una cosa molto buona, come molti utenti stanno iniziando a scoprire. Anche se Intel ha condiviso la tecnologia con il forum USB per renderla più facile da implementare, è ancora più raro di quanto si possa sperare.

Ovviamente, lo storage PCIe precede NVMe di parecchi anni. Ma le soluzioni precedenti erano ostacolate da vecchi protocolli di trasferimento dati come SATA, SCSI e AHCI, tutti sviluppati quando il disco rigido era ancora l’apice della tecnologia di storage. NVMe rimuove i loro vincoli offrendo comandi a bassa latenza e code multiple, fino a 64K. Quest’ultima è particolarmente efficace perché i dati vengono scritti sugli SSD in modo sparato, sparsi sui chip e sui blocchi, piuttosto che in modo contiguo in cerchio come su un disco rigido.

Lo standard NVMe ha continuato ad evolversi fino all’attuale versione 1.31, con l’aggiunta di caratteristiche come la capacità di utilizzare parte della memoria di sistema del computer come cache. Abbiamo già visto questa cache impiegata dal super-economico Toshiba RC100 che abbiamo recentemente recensito, che rinuncia alla cache DRAM a bordo che la maggior parte delle unità NVMe utilizzano, ma si comporta ancora abbastanza bene da dare al vostro sistema quel calcio nei pantaloni NVMe per le faccende quotidiane.

Cosa serve per avere NVMe

E’ ovviamente meglio se il vostro sistema supporta già NVMe e ha slot M.2, ma è ancora possibile aggiungere un’unità NVMe a qualsiasi PC con uno slot PCIe tramite una scheda adattatore da 25 dollari. Tutte le versioni recenti dei principali sistemi operativi forniscono i driver, e indipendentemente dall’età del sistema avrete un’unità molto veloce tra le mani. Ma c’è una fregatura.

Per beneficiare pienamente di un SSD NVMe, dovete essere in grado di avviare il sistema operativo da esso. Questo richiede il supporto del BIOS. Sigh. La maggior parte dei vecchi BIOS mainstream non supportano l’avvio da NVMe e molto probabilmente non lo faranno mai. Semplicemente non c’è alcun vantaggio per i venditori ad aggiungerlo, e c’è un lato negativo molto reale: È meno probabile che aggiornerete un sistema che è stato aggiornato con NVMe, a meno che non giochiate a PC o facciate qualcosa di veramente impegnativo per la CPU, come montare video a 2160p (4K)/4320p(8K).

Samsung

Tutti gli SSD NVMe venduti nello spazio consumer usano il fattore di forma M.2, anche se ci sono altri connettori (vedi sotto). Ma avere semplicemente uno slot M.2 non garantisce la compatibilità con NVMe. M.2 è stato progettato per supportare USB 3.0, SATA e PCIe, e la maggior parte dei primi slot M.2 supportava solo SATA. Leggi il manuale d’uso del tuo sistema o della tua scheda madre, o controlla online. Nota che lo slot MSATA, che è il precursore dell’M.2, sembra molto simile.

Non c’è modo di dire, guardando uno slot, se supporta PCIe e NVMe, ma si può distinguere tra uno slot PCIe x2 e PCIe x4. Il primo, chiamato B-keyed (una chiave è un rialzo che si sposa con uno spazio tra i contatti sul drive), ha sei contatti separati dal resto, mentre il secondo, M-keyed, ha cinque contatti separati dal resto sul lato opposto. Non c’è una regola fissa, ma molti slot B-key erano solo SATA. Se hai uno slot B/M-keyed con entrambe le serie di contatti separati, il più comune oggi, sei a posto. Questi sono anche a volte indicati come socket 2 e socket 3.

Melissa Riofrio/IDG

Se il vostro socket vi delude, è il momento della scheda adattatore PCIe M.2 da 25 dollari che ho menzionato. L’M9Pe di Plextor e altri sono disponibili già montati su schede PCIe come prodotti pronti all’uso.

Quello che come utente finale dovresti evitare sono le unità NVMe da 2,5 pollici. Questi richiedono il connettore U.2 SFF-8639 (Small Form Factor). Una connessione U.2 dispone di quattro corsie PCIe Gen 3, due porte SATA, più canali a banda laterale e alimentazione a 3,3 e 12 volt, ma si trova solo in adattatori e sistemi di storage di livello enterprise.

Nella remota possibilità che tu stia usando uno dei rari PC Windows che supporta Thunderbolt (molti con schede madri Asus lo fanno), potresti essere in grado di usare un contenitore esterno Thunderbolt PCIe per aggiungere NVMe al tuo sistema. Questo funziona a meraviglia su un Mac Thunderbolt che è abbastanza nuovo da eseguire High Sierra.

Non tutte le unità NVMe sono create uguali

Mentre qualsiasi NVMe dovrebbe rendere il tuo sistema più veloce, non sono tutte uguali. Neanche lontanamente. Dove la 970 Pro di Samsung legge a oltre 3GBps e scrive a oltre 2.5GBps, la RC100 di Toshiba legge a 1.2GBps e scrive a poco meno di 900MBps. La differenza può essere ancora maggiore quando la quantità di dati scritti supera la quantità di cache a bordo.

Un certo numero di fattori che influenzano le prestazioni, compreso il controller, la quantità di NAND a bordo, il numero di corsie PCIe (vedi sopra), e il tipo di NAND. Ecco alcune regole empiriche:

• x4 PCIe NVMe SSDs sono più veloci dei tipi x2 PCIe.
• Più chip NAND, più percorsi e destinazioni il controller deve distribuire e memorizzare i dati. Le versioni di minore capacità (specialmente 128GB e 256GB) dello stesso modello di drive sono spesso più lente dei modelli di maggiore capacità.
• Il tipo di NAND usato è importante. SLC (Single-Level Cell/1-bit) è più veloce, MLC (Multi-Level Cell/2-bit) è il successivo, TLC (Triple-Level Cell/3-bit) è più lento, e QLC (Quad-Level Cell/4-bit è più lento. Tuttavia, la formula è complicata dal fatto che si può trattare qualsiasi tipo di NAND (tranne SLC) come il suo predecessore più veloce semplicemente scrivendo meno bit. I fornitori fanno questo con porzioni di SSD da usare come cache, il che significa che un’unità TLC o QLC può essere altrettanto veloce di un’unità SLC, fino a quando questa cache è esaurita.
• La maggior parte dei controller in questi giorni sono molto efficienti, ma alcuni, come quelli usati da Intel e Sandisk, sono più intelligenti su come usano la cache e possono sostenere le prestazioni di scrittura con grandi set di dati.

Controlla le nostre recensioni di SSD per i dettagli sulle singole unità.

La capacità conta

Come quasi tutti gli SSD NVMe usano una parte della loro NAND come cache secondaria e molti la usano anche come cache primaria. Ci deve essere NAND disponibile per questo scopo. Ad esempio, se compri un SSD da 1TB e ci metti 900GB, ci sarà molta meno NAND disponibile per i compiti di caching. Le prestazioni ne risentiranno. Nella nostra esperienza, una volta raggiunta la soglia dell’80%, comincerete a notare una differenza.

Tenetelo a mente quando decidete quale dimensione comprare. Una buona regola empirica è comprare il doppio della capacità di cui si prevede di aver bisogno, ricordando che le cose tendono ad espandersi per riempire lo spazio disponibile.

NVMe significa nessun rimpianto per molto tempo

Se tutto questo non ha portato a casa il punto, ripetiamolo: NVMe è la tecnologia di archiviazione che volete per il vostro attuale o prossimo PC. A meno che tu non sia un giocatore o un editor di video ad alta risoluzione, è praticamente garantito che non sentirai il bisogno di sostituire il tuo attuale sistema per un bel po’, almeno per quanto riguarda le prestazioni. Infatti, non ho sentito alcun bisogno di sostituire i miei sistemi vecchi di sei o sette anni da quando sono stati aggiornati con SSD NVMe. Zero.