Was ist NVMe?

NVMe steht für Non-Volatile Memory Express und beschreibt ein Hochgeschwindigkeits-Speicherprotokoll, das vorwiegend für den Zugriff auf Solid-State-Laufwerke (SSDs) in PCs verwendet wird. NVMe ist eine effizientere Methode für den Zugriff auf diese schnellen Geräte als sein Vorgänger, die SATA-Schnittstelle.

Das ist kein Fehler von SATA. Es wurde einfach entwickelt, um ein Problem zu lösen, und das hat es sehr gut getan. Die Dinge haben sich einfach weiterentwickelt, wie es in dieser Branche häufig der Fall ist. SATA wurde eingeführt, um eine bessere Schnittstelle für Festplatten zu bieten als die noch ältere PATA-Schnittstelle, die mit den immer höheren Geschwindigkeiten der Laufwerke nicht mehr Schritt halten konnte. Und ja, falls Sie sich das fragen: SATA steht für Serial ATA, während PATA für Parallel ATA steht. ATA selbst ist eine Abkürzung für das scheinbar bedeutungslose „Advanced Technology Attachment”.

Man kann nicht wirklich über NVMe sprechen, ohne SATA zu erwähnen, also wundern Sie sich nicht, wenn wir gleich darauf zurückkommen. SATA ist wichtig und auch heute noch weit verbreitet, aber NVMe ist die Zukunft. Es gibt noch eine weitere Schnittstelle, die Sie kennen müssen, um zu verstehen, was bei NVMe passiert, und zwar PCI Express (PCIe). NVMe nutzt die PCI Express-Schnittstelle, um den unglaublich hohen Durchsatz der neuesten SSDs zu erzielen.

PCI Express ist deutlich schneller als die SATA III-Schnittstelle, die es ersetzt. Das ist jedoch nicht der einzige Vorteil. Es unterstützt auch parallele Datenübertragungen, um wirklich hohe Durchsatzraten zu erzielen. An dieser Stelle lohnt es sich, einige konkrete Zahlen zu nennen, um zu verdeutlichen, wie groß der Sprung von NVMe und PCIe gegenüber dem älteren SATA-Standard ist, und zwar allein in Bezug auf den Durchsatz.

Aus rein technischer Sicht gibt NVMe Befehle doppelt so schnell aus wie die AHCI-Treiber (Advanced Host Controller Interface), die SATA verwendet. Es kann über eine Million Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde (IOPs) verarbeiten, verglichen mit 100.000 bei SATA. Im Grunde genommen arbeitet es in allen grundlegenden Bereichen schneller.

Bei der tatsächlichen Verwendung der Laufwerke schlägt sich dies in beeindruckenden Zahlen nieder, wobei die deutlichsten Verbesserungen beim maximalen Durchsatz zu erkennen sind. Als PCIe 3.0 eingeführt wurde, war SATA auf etwa 600 MB/s begrenzt, während PCIe 3.0 NVMe-Laufwerke mit nur einem Kanal 1.000 MB/s erreichen konnten. Die meisten SSDs unterstützen vier Kanäle, sodass Sie mit etwa 4.000 MB/s rechnen können.

Dieser Durchsatz hat sich mit jeder PCIe-Generation im Wesentlichen verdoppelt, sodass wir nun Laufwerke mit PCIe 5.0 betrachten können, die einen potenziellen Durchsatz von bis zu 16 GB/s bieten. Selbst unter Berücksichtigung von Protokoll-Overhead und Fehlerkorrektur liegen Sie mit Laufwerken wie der MP700 PRO SE SSD immer noch bei rund 14.000 MB/s. Das ist mehr als 23 Mal schneller als SATA.

Der letzte erwähnenswerte Punkt bei NVMe-Laufwerken ist der Formfaktor der Laufwerke, die diesen Standard unterstützen. Laufwerke sind in verschiedenen Formen und Größen erhältlich, wobei sich die Auswahl bei SSDs für Endverbraucher weitgehend auf M.2-Laufwerke beschränkt, die 22 mm breit und meist 80 mm lang sind. Physisch kleinere Laufwerke, beispielsweise mit einer Länge von 60 mm oder nur 30 mm, sind in Handheld-Geräten weit verbreitet.

Die Breite und die Länge werden kombiniert, um den Formfaktor zu definieren. Wenn Sie sich also ein Laufwerk wie das MP700 ELITE ansehen, werden Sie feststellen, dass es als M.2 2280 bezeichnet wird, was bedeutet, dass es 22 mm breit und 80 mm lang ist. Der MP600 MINI hingegen ist ein M.2 2230-Laufwerk, was bedeutet, dass er nur 30 mm lang ist. Da er für das winzige Valve Steam Deck gedacht ist, macht dieser kleine Formfaktor Sinn.