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NVMe和SATA這兩種存儲技術(shù)的定義及主要區(qū)別

電子設(shè)計 ? 來源:電子設(shè)計 ? 作者:電子設(shè)計 ? 2020-12-24 19:22 ? 次閱讀

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代, 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)動的。固態(tài)驅(qū)動器(SSD) 是一種計算機(jī)存儲設(shè)備。與依靠旋轉(zhuǎn)盤 的傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動器(HDD)不同,SSD使用半導(dǎo)體芯片來存儲和檢索內(nèi)存。沒有任何移動部件,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),以訪問快速存儲介質(zhì)。另一方面,SATA是用于連接SSD,HDD 和光盤驅(qū)動器的完善的存儲協(xié)議 。但是,SATA SSD需要接口控制器,這可能會限制 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訪問。

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

什么是NVMe?

NVMe ,或非易失性存儲器快, 是一個數(shù)據(jù),該主機(jī)連接到經(jīng)由PCI存儲器子系統(tǒng)的存儲協(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),包括多個命令隊列,并減少等待時間。 NVMe具體優(yōu)勢包括:性能有數(shù)倍的提升;可大幅降低延遲;NVMe可以把最大隊列深度從32提升到64000,SSD的IOPS能力也會得到大幅提升;自動功耗狀態(tài)切換和動態(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NVMe設(shè)備,還可以訪問NVMe存儲系統(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, 這可能會限制數(shù)據(jù)傳輸并限制CPU性能。 具體地說,SATA使用高級主機(jī)控制器接口(AHCI),該接口包含 單個隊列 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 單隊列I / O塊層 ,這意味著來自每個CPU內(nèi)核上運(yùn)行的任務(wù)的所有I / O請求都是通過單個請求隊列處理的。這從根本上造成了瓶頸, 因?yàn)閱蝹€隊列無法充分利用存儲的全部潛力。 另一方面, NVMe 利用多隊列塊I / O層,顯著提高了可伸縮性。為了 減少延遲,多隊列塊I / O層使用了兩個級別的隊列:軟件隊列(SWQ)和硬件隊列(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)動程序在體系結(jié)構(gòu)上的根本差異 ,它們在各個方面都具有不同的特征,包括與存儲設(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 的是,在傳統(tǒng)的存儲協(xié)議持久, 因此減少在讀出和寫入數(shù)據(jù)的等待時間。

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: NVMe 將數(shù)據(jù)存儲在沒有活動部件的閃存中。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), 并延長電池壽命。

審核編輯 黃昊宇

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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