SSD-uri NVMe: Tot ceea ce trebuie să știți despre acest sistem de stocare extrem de rapid
NVMe nu mai este o tehnologie de stocare plăcută – dacă vă cumpărați un nou PC, este o caracteristică pe care ar trebui să o căutați în mod activ. Mai mult, dacă PC-ul dvs. este de o vechime destul de recentă, ar trebui să faceți upgrade la NVMe. Iată de ce.
Ce este NVMe
NVMe este un standard de comunicații dezvoltat special pentru SSD-uri de către un consorțiu de furnizori, inclusiv Intel, Samsung, Sandisk, Dell și Seagate. Acesta funcționează pe magistrala PCIe (de unde și „Express” din denumire), ceea ce permite unităților să se comporte mai degrabă ca memoria rapidă care sunt, decât ca discurile dure pe care le imită. Concluzie: NVMe este rapid. Foarte rapid. Ca și rapid de genul „nu trebuie să mai aștepți niciodată pentru computerul tău”.
Îndepărtarea stocării ca gât de gâtul de gâtul de sticlă
Nu vreau să minimalizez eforturile furnizorilor de CPU și GPU din ultimul deceniu, dar motivul pentru care cele mai recente PC-uri de top par atât de rapide se datorează saltului cuantic în performanța de stocare oferit de SSD-uri, mai întâi SATA, iar acum NVMe. Stocarea a fost ultimul gât de gâtul de îmbulzeală pentru performanța reală și percepută, dar acum este larg-purtată cu o răzbunare.
Dacă v-ați cumpărat, să zicem un MacBook Pro, în ultimii doi ani, poate ați observat că nu mai așteptați aproape deloc pentru operațiuni banale. Programele se deschid instantaneu, fișierele se încarcă și se salvează într-o clipă, iar mașina pornește și se închide în doar câteva secunde.
Acest lucru se datorează faptului că SSD-ul NVMe din interiorul celui mai recent MacBook Pro citește și scrie date literalmente de patru ori mai repede decât SSD-urile SATA găsite în generațiile anterioare. Nu numai atât, dar le localizează de 10 ori mai repede (seek). Acest lucru se adaugă la îmbunătățirea de patru până la cinci ori a vitezei de procesare și de zece ori a timpilor de căutare care era deja oferită de SSD-urile SATA în comparație cu hard disk-urile.
Telefoanele aproximative de performanță pentru cele trei tehnologii de stocare mainstream, așa cum stau lucrurile în prezent, sunt:
Nu că ați avea nevoie foarte des de un asemenea debit susținut, dar NVMe face treabă scurtă la transferul de fișiere de orice dimensiune. HDD = 200MBps, SATA SSD = 550MBps, NVMe SSD = 3GBps. Barele mai lungi sunt mai bune.
Curba de dezvoltare a CPU și GPU pălește în comparație cu cea a stocării din ultimii 10 ani. HD = 2-5 ms căutare, SATA SSD = 0,2 ms căutare, NVMe SSD = 0,02 ms căutare. Barele mai scurte sunt mai bune, dar aceasta este o medie generală. Unele unități din fiecare categorie s-ar putea să se descurce mai bine, altele mai rău.
Dispozitivele hard disk oferă în continuare un raport calitate-preț extraordinar în ceea ce privește capacitatea și sunt minunate pentru datele mai puțin utilizate. Dar pentru sistemul de operare, programele și datele utilizate frecvent, doriți un SSD NVMe, dacă sistemul dvs. îl suportă, sau un SSD SATA, dacă nu poate.
SATA SSDs vs. NVMe SSDs
Cunoscând bine potențialul final de performanță al SSD-urilor bazate pe NAND chiar și atunci când au apărut pentru prima dată, era clar pentru industrie că va fi nevoie în cele din urmă de un nou bus și un nou protocol. Dar, cum primele SSD-uri erau relativ lente (și voluminoase), s-a dovedit a fi mult mai convenabil să se utilizeze infrastructura de stocare SATA existentă.
Chiar dacă busul SATA a evoluat până la 16Gbps începând cu versiunea 3.3, aproape toate implementările comerciale rămân la 6Gbps (aproximativ 550MBps după cheltuielile generale de comunicare). Chiar și versiunea 3.3 este mult mai lentă decât ceea ce este capabilă tehnologia SSD de astăzi, în special în configurațiile RAID.
Sandisk Extreme Pro oferă exact aceleași performanțe ca și WD Black NVMe. Pentru că, stați să vedeți – este aceeași unitate. Unitatea utilizează patru benzi PCIe pentru un debit maxim teoretic de mult peste 3GBps.
Ca înlocuitor pentru magistrala SATA, s-a decis să se folosească o tehnologie de magistrală cu o lățime de bandă mult mai mare, care era de asemenea deja existentă-PCI Express, sau PCIe. PCIe este stratul de transport de date care stă la baza plăcilor grafice și a altor carduri add-in… Începând cu generația 3.x, acesta oferă mai multe benzi (până la 16 pentru a fi utilizate cu un singur dispozitiv în majoritatea PC-urilor) care gestionează aproape 1GBps fiecare (985MBps).
PCIe este, de asemenea, baza pentru interfața Thunderbolt, care începe să dea roade în cazul plăcilor grafice externe pentru jocuri, precum și pentru stocarea externă NVMe, care este aproape la fel de rapidă ca NVMe intern. Refuzul Intel de a lăsa Thunderbolt să moară a fost un lucru foarte bun, după cum încep să descopere mulți utilizatori. Chiar dacă Intel a împărțit tehnologia cu forumul USB pentru a o face mai ușor de implementat, aceasta este încă mai rară decât s-ar putea spera.
Desigur, stocarea PCIe precede NVMe cu destul de mulți ani. Dar soluțiile anterioare au fost împiedicate de protocoale de transfer de date mai vechi, cum ar fi SATA, SCSI și AHCI, care au fost toate dezvoltate atunci când hard disk-ul era încă vârful tehnologiei de stocare. NVMe elimină constrângerile acestora prin faptul că oferă comenzi cu latență redusă și mai multe cozi de așteptare – până la 64K. Aceasta din urmă este deosebit de eficientă deoarece datele sunt scrise pe SSD-uri în mod „shotgun”, împrăștiate pe cipuri și blocuri, mai degrabă decât în cercuri contigue ca pe un hard disk.
Standardul NVMe a continuat să evolueze până la actuala versiune 1.31, cu adăugarea unor caracteristici precum capacitatea de a utiliza o parte din memoria de sistem a computerului ca memorie cache. Am văzut deja această memorie cache folosită de Toshiba RC100 super ieftină pe care am analizat-o recent, care renunță la acea memorie cache DRAM de la bord pe care o folosesc majoritatea unităților NVMe, dar care totuși se comportă suficient de bine pentru a oferi sistemului dvs. acel impuls NVMe pentru treburile de zi cu zi.
De ce aveți nevoie pentru a obține NVMe
Este evident cel mai bine dacă sistemul dvs. suportă deja NVMe și are sloturi M.2, dar este încă posibil să adăugați o unitate NVMe la orice PC cu un slot PCIe prin intermediul unei plăci adaptoare de 25 de dolari. Toate versiunile recente ale principalelor sisteme de operare oferă drivere și, indiferent de vechimea sistemului, veți avea la dispoziție o unitate foarte rapidă. Dar există o capcană.
Pentru a beneficia pe deplin de un SSD NVMe, trebuie să puteți porni sistemul de operare de pe acesta. Pentru asta este nevoie de suport BIOS. Sigh. Majoritatea BIOS-urilor mainstream mai vechi nu acceptă pornirea de pe NVMe și, cel mai probabil, nu o vor face niciodată. Pur și simplu nu există niciun beneficiu pentru furnizori pentru a o adăuga și există un dezavantaj foarte real: Este mai puțin probabil să actualizați un sistem care a fost actualizat cu NVMe, cu excepția cazului în care jucați jocuri pentru PC sau faceți ceva cu adevărat intensiv pentru CPU, cum ar fi editarea de clipuri video 2160p (4K)/4320p(8K).
Un SSD M.2 NVMe, cum ar fi SSD-ul relativ accesibil și foarte rapid (cu excepția transferurilor extrem de mari) Samsung 970 EVO poate trăi într-un M.2/PCIe, sau într-un slot PCIe obișnuit (x4 sau mai mare) prin intermediul unei plăci adaptoare ieftine.
Toate SSD-urile NVMe care se vând în spațiul de consum folosesc factorul de formă M.2, deși există și alți conectori (a se vedea mai jos). Dar simplul fapt de a avea un slot M.2 nu garantează compatibilitatea NVMe. M.2 a fost conceput pentru a suporta USB 3.0, SATA și PCIe, iar majoritatea sloturilor M.2 timpurii suportau doar SATA. Citiți ghidul utilizatorului sistemului sau al plăcii de bază sau verificați online. Rețineți că slotul MSATA, care este precursorul M.2, arată foarte asemănător.
Nu există nicio modalitate de a spune, uitându-vă la un slot, dacă acesta acceptă PCIe și NVMe, dar puteți face diferența între un slot PCIe x2 și PCIe x4. Primul, numit B-keyed (o cheie este o creștere care se căsătorește cu un spațiu între contactele de pe unitate), are șase contacte separate de restul, în timp ce al doilea, M-keyed, are cinci contacte separate de restul pe partea opusă. Nu există o regulă strictă, dar multe sloturi cu cheie B au fost numai SATA. Dacă aveți un slot B/M-keyed cu ambele seturi de contacte separate, cel mai comun astăzi, sunteți de aur. Acestea sunt, de asemenea, denumite uneori socket 2 și socket 3.
În timp ce slotul M.2 al bancului nostru de testare suportă PCIe și NVMe, este posibil ca al dumneavoastră să nu fie așa. Aici este prezentat SSD-ul Black NVMe de la WD – o unitate foarte valoroasă, care susține transferurile mai bine decât concurentul său Samsung 970 EVO.
Dacă soclul dvs. vă dezamăgește, este timpul pentru placa adaptoare PCIe M.2 de 25 de dolari pe care am menționat-o. M9Pe de la Plextor și altele sunt disponibile deja montate pe carduri PCIe ca produse ready-to-rock.
Ceea ce ar trebui să evitați, în calitate de utilizator final, sunt unitățile NVMe de 2,5 inchi. Acestea necesită conectorul U.2 need SFF-8639 (Small Form Factor). O conexiune U.2 dispune de patru benzi PCIe Gen 3, două porturi SATA, plus canale de bandă laterală și alimentare atât de 3,3 volți, cât și de 12 volți, dar se găsește doar în adaptoare și sisteme de stocare la nivel de întreprindere.
În cazul în care folosiți unul dintre rarele PC-uri cu Windows care acceptă Thunderbolt (multe dintre cele cu plăci de bază Asus o fac), este posibil să puteți utiliza o carcasă externă Thunderbolt PCIe pentru a adăuga NVMe la sistemul dvs. Acest lucru funcționează de minune pe un Mac Thunderbolt care este suficient de nou pentru a rula High Sierra.
Nu toate unitățile NVMe sunt create la fel
În timp ce aproape orice NVMe ar trebui să vă facă sistemul să se simtă mai rapid, acestea nu sunt toate la fel. Nici măcar pe aproape. În timp ce 970 Pro de la Samsung va citi cu peste 3GBps și va scrie cu peste 2,5GBps, RC100 de la Toshiba citește cu 1,2GBps și scrie cu puțin sub 900MBps. Diferența poate fi și mai mare atunci când cantitatea de date scrise depășește cantitatea de memorie cache de la bord.
O serie de factori care afectează performanța, inclusiv controlerul, cantitatea de NAND de la bord, numărul sau benzile PCIe (a se vedea mai sus) și tipul de NAND. Iată câteva reguli empirice:
- SDSD-urile NVMe PCIe x 4 sunt mai rapide decât tipurile PCIe x2.
- Cu cât mai multe cipuri NAND, cu atât mai multe căi și destinații pe care controlerul trebuie să le distribuie și să stocheze datele. Versiunile cu capacitate mai mică (în special 128GB și 256GB) ale aceluiași model de unitate sunt destul de des mai lente decât aromele cu capacitate mai mare.
- Tipul de NAND utilizat contează. SLC (Single-Level Cell/1-bit) este cel mai rapid, MLC (Multi-Level Cell/2-bit) este următorul, TLC (Triple-Level Cell/3-bit) este mai lent, iar QLC (Quad-Level Cell/4-bit) este cel mai lent. Cu toate acestea, formula este complicată de faptul că puteți trata orice tip de NAND (cu excepția SLC) ca pe predecesorul său mai rapid prin simpla scriere a mai puțini biți. Furnizorii fac acest lucru cu porțiuni din SSD pentru a fi utilizate ca memorie cache, ceea ce înseamnă că o unitate TLC sau QLC poate fi la fel de rapidă ca o unitate SLC, până când această memorie cache este consumată.
- Majoritatea controllerelor din zilele noastre sunt foarte eficiente, dar unele, cum ar fi cele utilizate de Intel și Sandisk, sunt mai inteligente în ceea ce privește modul în care utilizează memoria cache și pot susține performanța de scriere cu seturi de date mai mari.
Consultați recenziile noastre SSD la pentru detalii despre unitățile individuale.
Capacitatea contează
Ca aproape toate SSD-urile NVMe folosesc o parte din NAND-ul lor ca memorie cache secundară și multe , o folosesc și ca memorie cache primară. Trebuie să existe NAND disponibil pentru acest scop. De exemplu, dacă cumpărați un SSD de 1TB și îi puneți 900GB, va fi mult mai puțin NAND disponibil pentru sarcinile de cache. Performanța va avea de suferit. Din experiența noastră, odată ce ajungeți la 80% din capacitate, veți începe să observați o diferență.
Țineți cont de acest lucru atunci când decideți ce dimensiune să cumpărați. O regulă bună este să cumpărați o capacitate dublă față de cea de care vă așteptați să aveți nevoie, amintindu-vă că lucrurile au tendința de a se extinde pentru a umple spațiul disponibil.
NVMe înseamnă fără regrete pentru mult timp
Dacă toate acestea nu v-au făcut să înțelegeți ideea, să o spunem din nou: NVMe este tehnologia de stocare pe care o doriți pentru PC-ul dvs. actual sau viitor. Cu excepția cazului în care sunteți un gamer sau un editor video de înaltă rezoluție, aceasta garantează practic că nu veți simți nevoia de a vă înlocui sistemul actual pentru o bună perioadă de timp – cel puțin din cauza performanței. Într-adevăr, nu am simțit nicio constrângere de a-mi înlocui sistemele vechi de șase-șapte ani de când au fost modernizate cu SSD-uri NVMe. Zero.
.