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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
