Co to jest NVMe?

NVMe to skrót od Non-Volatile Memory Express i oznacza szybki protokół pamięci masowej, który jest używany głównie do dostępu do dysków półprzewodnikowych (SSD) w komputerach PC. NVMe to bardziej wydajny sposób dostępu do tych szybkich urządzeń niż jego poprzednik, interfejs SATA.

To nie jest wina SATA. Zostało stworzone po to, żeby rozwiązać problem i zrobiło to naprawdę dobrze. Po prostu nastąpił postęp, co często zdarza się w tej branży. Interfejs SATA został wprowadzony, aby zapewnić lepszy interfejs dla dysków twardych w porównaniu ze starszym interfejsem PATA, który nie nadążał za coraz większymi prędkościami osiągani przez dyski. Jeśli zastanawiasz się nad skrótem SATA, oznacza on Serial ATA, natomiast PATA to Parallel. Samo ATA oznacza pozornie bezsensowny termin Advanced Technology Attachment.

Nie można mówić o NVMe bez wspomnienia o SATA, więc nie zdziw się, gdy za chwilę do tego wrócimy. SATA jest ważny i nadal jest używany, ale NVMe to przyszłość. Aby zrozumieć, co dzieje się z NVMe, należy zapoznać się z kolejnym interfejsem, jakim jest PCI Express (PCIe). NVMe wykorzystuje interfejs PCI Express, aby zapewnić niezwykle wysoką przepustowość oferowaną przez najnowsze dyski SSD.

PCI Express jest znacznie szybszy niż interfejs SATA III, który zastępuje. Nie jest to jednak jedyna zaleta tego rozwiązania. Obsługuje ono również równoległy transfer danych, co pozwala osiągnąć naprawdę wysoką przepustowość. Warto podać kilka konkretnych liczb, aby pokazać, jak duży skok stanowi NVMe i PCIe w porównaniu ze starszym standardem SATA, i to tylko pod względem przepustowości.

Z punktu widzenia interfejsu, NVMe wysyła polecenia dwa razy szybciej niż sterowniki Advanced Host Controller Interface (AHCI) używane przez SATA. Może obsłużyć ponad milion operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOP), w porównaniu do 100 tys. w przypadku SATA. Zasadniczo działa szybciej, jeśli chodzi o podstawowe funkcje.

W praktyce przekłada się to na imponujące wyniki podczas użytkowania dysków, a najbardziej oczywiste ulepszenia widać przy maksymalnej przepustowości. Kiedy wprowadzono PCIe 3.0, SATA było ograniczone do około 600 MB/s, podczas gdy dyski PCIe 3.0 NVMe mogły osiągnąć 1000 MB/s na jednym pasmie. Większość dysków SSD obsługuje cztery pasma, więc można oczekiwać prędkości około 4000 MB/s.

Przepustowość ta zasadniczo podwoiła się wraz z każdą generacją PCIe, więc obecnie mamy do czynienia z dyskami działającymi w standardzie PCIe 5.0, które mają potencjalną przepustowość do 16 GB/s. Nawet biorąc pod uwagę obciążenie protokołu i korekcję błędów, w przypadku dysków takich jak MP700 PRO SE SSD nadal mamy do czynienia z prędkością około 14 000 MB/s. To ponad 23 razy więcej niż w przypadku dysków SATA.

Ostatnią rzeczą, o której warto wspomnieć w kontekście dysków NVMe, jest format dysków, które je obsługują. Dyski są dostępne w różnych kształtach i rozmiarach, chociaż w przypadku konsumenckich dysków SSD są one w większości ograniczone do dysków M.2, które mają 22 mm szerokości i w większości przypadków 80 mm długości. Fizycznie mniejsze dyski, takie jak te o długości 60 mm lub zaledwie 30 mm, są powszechne w urządzeniach przenośnych.

Szerokość i długość są łączone, aby określić format. Jeśli więc spojrzysz na dysk taki jak MP700 ELITE, zauważysz, że jest on opisany jako M.2 2280, co oznacza, że ma 22 mm szerokości i 80 mm długości. Z kolei MP600 MINI to dysk M.2 2230, co oznacza, że ma tylko 30 mm długości. Biorąc pod uwagę, że jest on przeznaczony do niewielkiego urządzenia Valve Steam Deck, tak mały format ma sens.