NVMe SSDs: Tudo o que precisa de saber sobre este armazenamento insanamente rápido

NVMe já não é uma boa tecnologia de armazenamento – se está a comprar um novo PC, é uma funcionalidade que deve procurar activamente. Além disso, se o seu PC é de uma safra bastante recente, você deve atualizar para NVMe. Eis porque.

O que é NVMe

NVMe é um padrão de comunicação desenvolvido especialmente para SSDs por um consórcio de fornecedores, incluindo Intel, Samsung, Sandisk, Dell, e Seagate. Ele opera através do barramento PCIe (daí o ‘Express’ no nome), o que permite que as unidades atuem mais como a memória rápida que são, em vez dos discos rígidos que imitam. Resumindo: O NVMe é rápido. Realmente rápido. Como o nunca-tem-de esperar-agir-para-o-seu-computador rápido.

Remover o armazenamento como o gargalo de gargalo

Não menosprezar os esforços dos fornecedores de CPU e GPU na última década, mas a razão pela qual os últimos PCs top-end parecem muito mais rápidos é devido ao salto quântico na performance do armazenamento fornecido pelos SSDs, primeiro SATA, e agora NVMe. O armazenamento foi o último gargalo para a performance real e percebida, mas agora é muito mais rápido, com uma vingança.

Se você comprou, digamos um MacBook Pro, nos últimos dois anos, você deve ter notado que quase não espera mais por operações mundanas. Os programas são abertos, os arquivos são carregados e salvos em um instante, e a máquina inicia e desliga em apenas alguns segundos.

Isso porque o SSD NVMe dentro do último MacBook Pro lê e escreve dados literalmente quatro vezes mais rápido do que os SSDs SATA encontrados nas gerações anteriores. Não só isso, mas também os localiza 10 vezes mais rápido (procurar). Isso está além da melhoria de quatro a cinco vezes mais rápida na produção e dez vezes mais rápida nos tempos de busca que já era fornecida pelos SSDs SATA quando comparados aos discos rígidos.

Os tectos de desempenho aproximados para as três tecnologias de armazenamento principais como as coisas agora são:

IDG

IDG

Os discos rígidos ainda oferecem um tremendo bang pelo buck em termos de capacidade e são maravilhosos para dados menos utilizados. Mas para o seu sistema operacional, programas e dados frequentemente utilizados, você quer um SSD NVMe se o seu sistema suportar, ou um SSD SATA se não puder.

SSDs SATA vs. SSDs NVMe

Conhecendo bem o potencial de desempenho final dos SSDs baseados em NAND mesmo quando eles apareceram pela primeira vez, ficou claro para a indústria que um novo barramento e protocolo seria eventualmente necessário. Mas, como os primeiros SSDs eram relativamente lentos (e volumosos), provou-se muito mais conveniente utilizar a infra-estrutura de armazenamento SATA existente.

Embora o bus SATA tenha evoluído para 16Gbps a partir da versão 3.3, quase todas as implementações comerciais permanecem 6Gbps (cerca de 550MBps após a sobrecarga das comunicações). Mesmo a versão 3.3 é muito mais lenta do que a tecnologia SSD atual, especialmente em configurações RAID.

Sandisk

Como um substituto para o barramento SATA, foi decidido aproveitar uma tecnologia de barramento de largura de banda muito maior que também já estava no lugar-PCI Express, ou PCIe. O PCIe é a camada de transporte de dados subjacente para placas gráficas e outras placas add-in. A partir da geração 3.x, ele oferece várias pistas (até 16 para uso com qualquer dispositivo na maioria dos PCs) que lidam com quase 1GBps cada (985MBps).

PCIe também é a base para a interface Thunderbolt, que está começando a pagar dividendos com placas gráficas externas para jogos, bem como armazenamento externo de NVMe, que é quase tão rápido quanto o NVMe interno. A recusa da Intel em deixar o Thunderbolt morrer foi uma coisa muito boa, como muitos usuários estão começando a descobrir. Embora a Intel tenha compartilhado a tecnologia com o fórum USB para torná-la mais fácil de implementar, ainda é mais raro do que se poderia esperar.

Obviamente, o armazenamento PCIe é anterior ao NVMe por alguns anos. Mas as soluções anteriores foram prejudicadas por protocolos de transferência de dados mais antigos, como SATA, SCSI e AHCI, que foram todos desenvolvidos quando o disco rígido ainda era o ápice da tecnologia de armazenamento. O NVMe remove suas restrições oferecendo comandos de baixa latência e múltiplas filas de até 64K deles. Este último é particularmente eficaz porque os dados são escritos em SSDs na forma de shotgun, espalhados sobre os chips e blocos, em vez de circularem em círculos como em um disco rígido.

O padrão NVMe continuou a evoluir para a versão atual 1.31, com a adição de recursos como a capacidade de usar parte da memória do sistema do seu computador como um cache. Já vimos que a cache utilizada pela super barata Toshiba RC100 que analisámos recentemente, que prescinde da cache DRAM integrada que a maioria das unidades NVMe utiliza, mas ainda tem um desempenho suficiente para dar ao seu sistema aquele pontapé nas calças para as tarefas do dia-a-dia.

O que precisa para obter o NVMe

É obviamente melhor se o seu sistema já suportar NVMe e tiver ranhuras M.2, mas ainda é possível adicionar uma unidade NVMe a qualquer PC com uma ranhura PCIe através de uma placa adaptadora de $25. Todas as versões recentes dos principais sistemas operacionais fornecem drivers, e independentemente da idade do sistema, você terá um drive muito rápido em suas mãos. Mas há um catch.

Para se beneficiar plenamente de um SSD NVMe, você deve ser capaz de inicializar o sistema operacional a partir dele. Isso requer o suporte da BIOS. Suspire. A maioria das BIOS mais antigas não suportam o boot a partir do NVMe e muito provavelmente, nunca suportarão. Simplesmente não há benefício para os fornecedores para adicioná-lo, e um lado negativo muito real: É menos provável que você atualize um sistema que foi atualizado com NVMe, a menos que você jogue jogos de PC ou faça algo realmente intensivo em CPU, como editar 2160p (4K)/4320p(8K) video.

Samsung

Todos os SSDs NVMe vendidos no espaço de consumo utilizam o factor de forma M.2, embora existam outros conectores (ver abaixo). Mas simplesmente ter um slot M.2 não garante a compatibilidade do NVMe. O M.2 foi projetado para suportar USB 3.0, SATA e PCIe, e a maioria dos primeiros slots M.2 suportava apenas SATA. Leia o guia do usuário do seu sistema ou placa-mãe, ou verifique online. Observe que o slot MSATA, que é o precursor do M.2, parece muito semelhante.

Não há como saber se um slot suporta PCIe e NVMe, mas você pode dizer a diferença entre um slot PCIe x2 e um PCIe x4. O primeiro, chamado B-keyed (uma chave é um aumento que se casa com uma falha nos contatos do drive), tem seis contatos separados do resto, enquanto o segundo, M-keyed, tem cinco contatos separados do resto no lado oposto. Não há nenhuma regra de dificuldade e rapidez, mas muitos slots de chave B eram apenas SATA. Se você tem uma ranhura B/M-keyed com os dois conjuntos de contatos separados, a mais comum hoje em dia, você está dourado. Estes também são às vezes referidos como socket 2 e socket 3.

Melissa Riofrio/IDG

Se o seu socket o deixar ficar mal, está na hora da placa adaptadora M.2 PCIe de $25 que mencionei. O M9Pe da Plextor e outros estão disponíveis já montados em placas PCIe como produtos prontos para rolar.

O que você como usuário final deve evitar são unidades NVMe de 2,5 polegadas. Estes requerem o conector SFF-8639 (Small Form Factor). Uma conexão U.2 apresenta quatro pistas PCIe Gen 3, duas portas SATA, mais canais de banda lateral e ambos 3.3-volt e 12-volt de potência, mas é encontrada apenas em adaptadores de armazenamento de nível empresarial e sistemas.

No momento em que você estiver usando um dos raros PCs Windows que suporta Thunderbolt (muitos com placas-mãe Asus suportam), você pode ser capaz de usar um gabinete Thunderbolt PCIe externo para adicionar NVMe ao seu sistema. Isto funciona como um charme em um Thunderbolt Mac que é novo o suficiente para executar High Sierra.

Nem todos os drives NVMe são criados iguais

Embora quase todos os NVMe devam fazer seu sistema se sentir mais rápido, eles não são todos iguais. Nem sequer são próximos. Onde o 970 Pro da Samsung lê a mais de 3GBps e escreve a mais de 2.5GBps, o RC100 da Toshiba lê a 1.2GBps e escreve a pouco menos de 900MBps. A diferença pode ser ainda maior quando a quantidade de dados escritos excede a quantidade de cache a bordo.

Um número de factores que afectam o desempenho, incluindo o controlador, a quantidade de NAND na placa, o número ou pistas PCIe (ver acima), e o tipo de NAND. Aqui estão algumas regras básicas:

• x4 SSDs NVMe PCIe são mais rápidas que x2 tipos PCIe.
• quanto mais chips NAND, mais caminhos e destinos o controlador tem para distribuir e armazenar dados. As versões de menor capacidade (especialmente 128GB e 256GB) do mesmo modelo de drive são frequentemente mais lentas que os sabores de maior capacidade.
• O tipo de NAND usado importa. SLC (Single-Level Cell/1-bit) é mais rápida, MLC (Multi-Level Cell/2-bit) é a próxima, TLC (Triple-Level Cell/3-bit) é mais lenta, e QLC (Quad-Level Cell/4-bit é a mais lenta. Entretanto, a fórmula é complicada pelo fato de que você pode tratar qualquer tipo de NAND (exceto SLC) como seu predecessor mais rápido, simplesmente escrevendo menos bits. Os fornecedores fazem isso com partes do SSD para uso como cache, o que significa que um drive TLC ou QLC pode ser tão rápido quanto um drive SLC, até que esse cache seja usado.
• Muitos controladores hoje em dia são muito eficientes, mas alguns, como os usados pela Intel e Sandisk, são mais inteligentes sobre como usam o cache e podem sustentar o desempenho de escrita com conjuntos de dados maiores.

Check out our SSD reviews at for the skinny on individual drives.

Capacity matters

Como quase todos os SSDs NVMe usam uma porção de seu NAND como cache secundário e muitos , usam-no também como cache primário. Tem que haver NAND disponível para esse fim. Por exemplo, se você comprar um SSD de 1 TB, e colocar 900GB nele, vai haver muito menos NAND disponível para as tarefas de cache. O desempenho vai sofrer. Na nossa experiência, quando você atingir a marca completa de 80%, você vai começar a notar uma diferença.

Keep que em mente quando você decidir que tamanho comprar. Uma boa regra é comprar o dobro da capacidade que você espera precisar, lembrando que as coisas tendem a se expandir para preencher o espaço disponível.

NVMe significa não se arrepender por muito tempo

Se tudo isso não levou o ponto para casa, vamos dizer novamente: NVMe é a tecnologia de armazenamento que você quer para o seu PC atual ou próximo. A menos que você seja um jogador ou um editor de vídeo de alta resolução, ele virtualmente garante que você não sentirá a necessidade de substituir seu sistema atual por um bom tempo – pelo menos por causa do desempenho. Na verdade, não sinto nenhuma compulsão para substituir meus sistemas de seis a sete anos de idade desde que foram atualizados com NVMe SSDs. Zero.