NVMe SSD高速傳輸?shù)谋澈?原理竟然是這樣

閃存技術(shù)發(fā)展到如今，想必大家對(duì)固態(tài)硬盤(pán)已經(jīng)足夠熟悉，固態(tài)硬盤(pán)發(fā)展到今天各類(lèi)別的定位差已經(jīng)十分明顯。

市面上主流的消費(fèi)級(jí)基本有大容量主打性?xún)r(jià)比的SATA、mSATA SSD，以及主打高性能的NVMe M.2 SSD。

大約從2015年開(kāi)始，NVMe這個(gè)詞開(kāi)始被各大科技媒體重視起來(lái)，也正是從這個(gè)時(shí)間開(kāi)始有更多的臺(tái)式機(jī)主板、筆記本電腦開(kāi)始搭載支持PCI-E總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的M.2插槽，這就讓讀寫(xiě)更高速的NVMe M.2 SSD有了用武之地。

隨著個(gè)人存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的不斷增加，傳統(tǒng)AHCI標(biāo)準(zhǔn)的SATA SSD已經(jīng)跟不上消費(fèi)者的性能需求，高端SSD領(lǐng)域幾乎已經(jīng)成為了走PCI-E通道的M.2 NVMe SSD的天下。

那么什么是NVMe呢，它對(duì)于使用它的SSD有哪些優(yōu)勢(shì)呢？

NVMe為何能夠如此之快

NVMe是一項(xiàng)相對(duì)較新的存儲(chǔ)技術(shù)，專(zhuān)為SSD而生，早在2011年就已經(jīng)出現(xiàn)1.0版本。

它與傳統(tǒng)的SATA SSD相比最直觀的提升就是性能翻倍。那NVMe是如何實(shí)現(xiàn)如此巨大的性能提升呢，今天小編就來(lái)為大家科普。

走SATA的SSD會(huì)被連接到南橋的SATA port上，因?yàn)槠鋬H支持傳統(tǒng)的AHCI協(xié)議。

我們要知道AHCI只有1個(gè)命令隊(duì)列，如果此時(shí)有大量的文件操作需求，便會(huì)出現(xiàn)擁堵的現(xiàn)象。

而支持NVMe傳輸協(xié)議的SSD直接走PCIe，并且NVMe的隊(duì)列數(shù)量達(dá)到了驚人的五位數(shù)，它讓電腦和固態(tài)硬盤(pán)之間的通路大大增加，因此能夠充分利用這個(gè)優(yōu)勢(shì)，大大降低了延遲，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了數(shù)倍于SATA SSD的性能。

NVMe優(yōu)勢(shì)所在

低延時(shí)

NVMe標(biāo)準(zhǔn)與AHCI標(biāo)準(zhǔn)相比首先就是更低的延時(shí)。

因?yàn)檫@個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是面向PCI-E SSD而生的，因此可以與CPU直連從而免去了AHCI與SAS接口的外置控制器（PCH）與CPU通信所帶來(lái)的延時(shí)。

在調(diào)用方式上，NVMe并不需要讀取寄存器，而AHCI則需要讀取4次，所以進(jìn)一步降低延時(shí)。

高IOPS

由于傳統(tǒng)的AHCI設(shè)置原因，所以IOPS性能不高。而NVMe SSD隊(duì)列深度一般可以提升到64000以上，所以IOPS能力也會(huì)得到大幅提升。

低功耗

NVMe加入了自動(dòng)功耗狀態(tài)切換和動(dòng)態(tài)能耗管理功能，在Power State 0狀態(tài)下你的SSD閑置時(shí)間達(dá)到50ms后便可以切換到Power State 1狀態(tài)，在Power State 1狀態(tài)下閑置時(shí)間達(dá)到500ms后，進(jìn)入功耗更低的Power State 2狀態(tài)。

所以，與現(xiàn)在主流的AHCI SSD相比，NVMe在功耗方面的優(yōu)勢(shì)也十分明顯。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在NVMe傳輸協(xié)議沒(méi)有普及前，市場(chǎng)上就出現(xiàn)了PCIe通道的M.2接口形態(tài)的固態(tài)銀盤(pán)，但受限于傳輸協(xié)議的原因，僅可以實(shí)現(xiàn)SATA SSD 6Gbps的性能。

而低延時(shí)的NVMe加上無(wú)延時(shí)的PCIe通道背書(shū)，可以直接連接CPU提高通道帶寬，能夠讓固態(tài)硬盤(pán)的性能得到進(jìn)一步提升，所以NVMe協(xié)議的M.2 SSD未來(lái)勢(shì)必穩(wěn)坐高性能SSD的寶座。