NVMe 和SATA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的定義及主要區(qū)別

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代， 關(guān)鍵的業(yè)務(wù)和技術(shù)決策實(shí)質(zhì)上是由更好 ，更快的數(shù)據(jù)訪問驅(qū)動(dòng)的。固態(tài)驅(qū)動(dòng)器（SSD） 是一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備。與依靠旋轉(zhuǎn)盤 的傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）不同，SSD使用半導(dǎo)體芯片來存儲(chǔ)和檢索內(nèi)存。沒有任何移動(dòng)部件，但訪問數(shù)據(jù)比HDD 快得多。

寫入和讀取數(shù)據(jù)的主要方法有兩種：SATA和 NVMe 。為了增加帶寬并減少延遲， NVMe 專為固態(tài)硬盤開發(fā)，以訪問快速存儲(chǔ)介質(zhì)。另一方面，SATA是用于連接SSD，HDD 和光盤驅(qū)動(dòng)器的完善的存儲(chǔ)協(xié)議 。但是，SATA SSD需要接口控制器，這可能會(huì)限制 數(shù)據(jù)傳輸并限制CPU性能。與其他傳統(tǒng)接口（包括SATA）相比，NVMe 更加高效，可擴(kuò)展，并提供低延遲的存儲(chǔ)訪問。

本文將介紹 NVMe 和SATA這兩種存儲(chǔ)技術(shù)，他們的定義及主要區(qū)別。

什么是NVMe？

NVMe ，或非易失性存儲(chǔ)器快， 是一個(gè)數(shù)據(jù)，該主機(jī)連接到經(jīng)由PCI存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的存儲(chǔ)協(xié)議 快速（PCIe）總線 。他的接口規(guī)范 的緩解數(shù)據(jù)瓶頸量很大，帶來的各種性能的改進(jìn)，包括多個(gè)命令隊(duì)列，并減少等待時(shí)間。 NVMe具體優(yōu)勢(shì)包括：性能有數(shù)倍的提升；可大幅降低延遲；NVMe可以把最大隊(duì)列深度從32提升到64000，SSD的IOPS能力也會(huì)得到大幅提升；自動(dòng)功耗狀態(tài)切換和動(dòng)態(tài)能耗管理功能大大降低功耗；NVMe標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)解決了不同PCIe SSD之間的驅(qū)動(dòng)適用性問題。NVMe擴(kuò)展到了諸如以太網(wǎng)，光纖通道和InfiniBand？，不僅可以訪問單個(gè)NVMe設(shè)備，還可以訪問NVMe存儲(chǔ)系統(tǒng)。

什么是SATA？

SATA（或 串行 ATA）是用于連接SSD，HDD 和光盤驅(qū)動(dòng)器的完善協(xié)議。 自2000年發(fā)布以來，該標(biāo)準(zhǔn)已進(jìn)行了多次 性能增強(qiáng)修訂。 例如，SATA I可以 高達(dá)150 MB ／ s的速度傳輸數(shù)據(jù)，而 SATA III 可以達(dá)到600 MB ／ s的速度。

但是，SATA SSD需要接口控制器， 這可能會(huì)限制數(shù)據(jù)傳輸并限制CPU性能。 具體地說，SATA使用高級(jí)主機(jī)控制器接口（AHCI），該接口包含 單個(gè)隊(duì)列 塊I ／ O層 ，該層將數(shù)據(jù)從主機(jī)發(fā)送到SSD。

AHCI和NVMe 接口控制器之間的關(guān)鍵區(qū)別在于塊I ／ O層的類型。AHCI具有 一個(gè) 單隊(duì)列I ／ O塊層 ，這意味著來自每個(gè)CPU內(nèi)核上運(yùn)行的任務(wù)的所有I ／ O請(qǐng)求都是通過單個(gè)請(qǐng)求隊(duì)列處理的。這從根本上造成了瓶頸， 因?yàn)閱蝹€(gè)隊(duì)列無法充分利用存儲(chǔ)的全部潛力。 另一方面， NVMe 利用多隊(duì)列塊I ／ O層，顯著提高了可伸縮性。為了 減少延遲，多隊(duì)列塊I ／ O層使用了兩個(gè)級(jí)別的隊(duì)列：軟件隊(duì)列（SWQ）和硬件隊(duì)列（HWQ）。 總之， NVMe SSD具有高度可擴(kuò)展的架構(gòu)，可以減輕相關(guān)的問題與性能瓶頸。

鑒于這些通信驅(qū)動(dòng)程序在體系結(jié)構(gòu)上的根本差異 ，它們?cè)诟鱾€(gè)方面都具有不同的特征，包括與存儲(chǔ)設(shè)備的兼容性，性能和數(shù)據(jù)延遲。

NVMe的主要優(yōu)點(diǎn)

低延遲：隨著增加的帶寬和內(nèi)部并行， NVMe 消除我／ O瓶頸小號(hào) 的是，在傳統(tǒng)的存儲(chǔ)協(xié)議持久， 因此減少在讀出和寫入數(shù)據(jù)的等待時(shí)間。

可擴(kuò)展的 性能： NVMe 通過與PCIe 3．0通道直接接觸來提供數(shù)據(jù)，從而減輕了使用連接技術(shù)時(shí)可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)瓶頸。 此功能 提供了可擴(kuò)展的 性能 是需要 重新在邊緣flexive推理分析。

可靠的存儲(chǔ)： NVMe 將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在沒有活動(dòng)部件的閃存中。這樣可以 最大程度地減少災(zāi)難性故障的可能性， 并有助于提高邊緣設(shè)備的耐用性。

節(jié)能 ： NVMe 架構(gòu) 包含 可調(diào)節(jié) SSD功率的功能。 高效的電源管理將幫助 企業(yè)實(shí)現(xiàn)最佳的總擁有成本（TCO）， 并延長(zhǎng)電池壽命。
責(zé)編AJX