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, Technologie, Počítače, 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

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

** Gary Kildall pochopil, že levné výpočetní čipy mohou posloužit jako univerzální počítače pro všechny ** Připravil pro ně proto první operační systém ** Později mu systém vyfoukl Microsoft a nazval ho MS DOS

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 56

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

** Už je to tady, lidé přestávají chápat počítače ** Systémy neuronových sítí začínají pracovat tak, že ani jejich tvůrci přesně neví, co se uvnitř děje ** Do budoucna to může být závažný problém

24.  4.  2017 | Jakub Čížek | 112

Před 35 lety měl premiéru legendární počítač ZX Spectrum. Připomeňte si „Gumáka“

Před 35 lety měl premiéru legendární počítač ZX Spectrum. Připomeňte si „Gumáka“

** Slavný osmibitový počítač Sinclair ZX Spectrum byl uveden právě před 35 lety ** Připomeňte si tento průkopnický počítač v tematických článcích ** Podívejte se, jak funguje dnes

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 13

Správný počítač má alespoň dva monitory. Anebo je to jinak?

Správný počítač má alespoň dva monitory. Anebo je to jinak?

** David si nedokáže představit práci bez dvou a více monitorů ** Kubovi naopak stačí jeden a ve více displejích se ztrácí ** Jaký přístup je lepší?

23.  4.  2017 | Jakub Čížek | 59

Jak by měly vypadat příští Windows? Designéři si pohráli s futuristickým prostředím Neon

Jak by měly vypadat příští Windows? Designéři si pohráli s futuristickým prostředím Neon

** Zkraje roku unikly na internet snímky nového prostředí Neon ** Součástí Windows by mohlo být už na podzim ** Komunita grafiků na webu nespala a začala si hrát

26.  4.  2017 | Jakub Čížek | 45


Aktuální číslo časopisu Computer

Supertéma: moderní cestování

Kdy opravdu přijdou nové baterie?

Velké testy: 6 herních notebooků a 8 volantů

Recenze: AMD Ryzen řady 5