NVM Express: rychlé rozhraní pro moderní SSD

NVMe neboli NVM Express v budoucnu uvidíme stále častěji ve spojení s SSD. Je to zabiják SATA/AHCI a otevírá obrovské možnosti PCI Express.

Standard AHCI byl vyvinut pro plotnové disky, které samozřejmě měly velmi vysokou odezvu. Dnešní situace je ale díky SSD zcela jiná a tak u zařízení pro koncové uživatele přichází i nový a mnohem lepší standard pro komunikaci s rychlými paměťmi NAND flash a jejich řadičem.

NVM Express aneb zabiják SATA/AHCI

Specifikace rozhraní NVM Express (Non-Volatile Memory Host Controller Interface) se začala tvořit už v roce 2007, teprve v roce 2011 byla dokončená první verze.

Klepněte pro větší obrázek

První SSD disky s podporou NVMe pro podnikové (serverové) nasazení se objevily v roce 2013 od společnosti Samsung. Ale teprve nyní zažíváme velký rozmach i v oblasti klasických počítačů, notebooků a dalších zařízení určených pro koncové uživatele.

Klepněte pro větší obrázek
Vývoj standardu NVMe

Protože bylo NVMe od začátku navrženo pro potřeby SSD, je optimalizované pro nízkou odezvu a vysokou propustnost, kterou poskytuje PCI Express. Zatímco AHCI zvládne jen jednu frontu s 32 příkazy, NVMe umožňuje až 65 536 front a každá může obsahovat 65 536 příkazů. Díky tomu nemusí procesor čekat a není omezen počtem operací za sekundu. Tak lze dosáhnout zpracování většího množství dat v kratším čase, což je s růstem kapacity a zvyšováním propustnosti PCI Express důležitou položkou. Více procesorových jader lze konečně efektivně využít i pro tyto účely.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Hlavní přednosti NVM Express

Standard NVMe byl vytvořen přímo pro paralelní zpracování dat, které na pevných discích bylo značně omezené – jednalo se o rotující plotny. NVMe je připraveno i pro budoucí druhy pamětí, které budou mít odezvu podobnou s operační pamětí. Příkladem za všechny je například nedávno oznámená paměť 3D Xpoint od Intelu a Micronu

Rychlost až 1 GB/s přes jednu linku PCI Express

NVMe umožňuje využít propustnosti PCI Express 3.0, která je 1 GB/s pomocí jedné linky. V případě čtyř linek lze dosáhnout až na 4 GB/s, u osmi linek pak 8 GB/s atd. Pro srovnání – s AHCI a SATA byla SSD omezená na reálnou propustnost kolem 500 MB/s, což je několikanásobně méně.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Porovnání výkonu a odezvy

S nižší odezvou, paralelním zpracováním a vysokou propustností ale souvisí ještě jeden důležitý faktor – spotřeba. Díky rychlejšímu dokončení úkolu lze také SSD dříve dostat do úsporného režimu (spánku) a tím ve výsledku spotřebovat menší množství energie než při klasickém přístupu přes AHCI a SATA.

Klepněte pro větší obrázek
Podpora ovladačů už je zajištěná

S NVMe už také nemusíte řešit problém s ovladači. Integrovaný kompatibilní ovladač už je ve Windows 8.1, linuxovém jádru 3.3 (2012), ale také Unixu nebo Solarisu.

SATA Express a M.2

Na trhu už jsou, ale ještě větší počet nových SSD s NVMe se teprve chystá pro různé segmenty. Už to není pouze výsadou datacenter a výkonných serverů. S NVMe SSD pro běžná zařízení se setkáme v několika podobách.

Klepněte pro větší obrázek

Asi nejrozšířenější v oblasti menších zařízení typu notebooky a podobných je formát M.2, který je ještě rozdělen do několika typů dle velikosti a podporovaného počtu linek. Základní verze M.2 má omezení na 2 GB/s, rozšířená pak až na 4 GB/s.

Klepněte pro větší obrázek
Vlastnosti SATA Express

Podobně je to i u nového rozhraní SATA Express, který standardně nabízí propustnost maximálně 2 GB/s. Verze SFF-8639 určená hlavně do serverů pak kromě jiného bude mít dvojnásobnou propustnost, tedy 4 GB/s. Nejvýkonnější řešení lze čekat přímo jako karty do slotu PCI Express, u velmi malých zařízení lze počítat s integrací do desky.

Klepněte pro větší obrázek
Porovnání verzí M.2

Pokud jde o úložiště v počítačích, noteboocích a podobných formách, můžeme konečně očekávat přechod z MB/s na GB/s. I když několikanásobné zvýšení výkonu nebude znamenat tak velký skok jako při přechodu z pevných disků na první SSD, bude to další větší pokrok. Aplikace a hry se zase budou spouštět a načítat rychleji než kdy dříve.

Témata článku: Notebooky, Počítače, Technologie, SSD, Express

5 komentářů

Nejnovější komentáře

  • gotrexon 17. 8. 2015 16:42:07
    na svem novem PC mam Intel SSD 750 PCIe a trha to asfalt :) osobne si...
  • Imrak 14. 8. 2015 16:46:40
    Cituji "NVMe umožňuje využít propustnosti PCI Express 3.0, která je 1...
  • MICHYS 14. 8. 2015 12:43:54
    Dodali jsme již několik těchto...
Určitě si přečtěte

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

Sbíječky vyměnili za klávesnice. Nový projekt má za cíl přeučit horníky na programátory

** Programátorů je málo a horníků bez práce po uzavření dolu Paskov bude moc ** Problém řeší unikátní projekt ** Pilotní kurz dává naději, že by z horníků mohli být použitelní kodéři

28.  11.  2016 | David Polesný | 78

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 119