Обычные SSD диски и диски NVMe – Обзор и сравнение

13Янв 20

В настоящей статье мы опишем различие между обычными SSD дисками с протоколом SATA 3 и дисками NVMe, подключаемых через PCI-E. Объясним, какой вариант лучше или хуже, и предоставим подробное описание работы технологии SSD с этими стандартами.

Эволюция полупроводниковых накопителей

Прежде всего, рассмотрим происхождение полупроводниковых дисков SSD, и то, почему в последнее время они стали такими популярными.

Традиционный жёсткий диск имеет движущиеся элементы. Диск работает примерно так, как работал старый проигрыватель пластинок. У него имеется вращающийся диск (пластина) и движущаяся головка, считывающая и записывающая данные при вращении диска.

Как правило, чем быстрее вращается пластина диска (7200 об/мин, 10 000 об/мин и т.д.), тем быстрее будут считываться хранящиеся на нём данные. К сожалению, у жёсткого диска скорость считывания данных ограничена. Кроме того, существуют задержки, вызванные ожиданием физического перемещения головки.

Аббревиатура SSD означает "solid state drive" (твёрдотельный или полупроводниковый диск). У дисков этого типа нет движущихся частей. Вместо этого для хранения и выборки информации SSD используют полупроводниковые чипы.

В частности, SSD состоит из огромного массива полупроводниковых ячеек, способных содержать или не содержать заряд, что компьютер воспринимает как двоичные '1' или '0', и преобразует их в файлы данных, видимые на вашей машине.

Наиболее интересным свойством ячеек в SSD является то, что они сохраняют наличие или отсутствие заряда даже после отключения питания. Именно поэтому данные сохраняются и не теряются.

Сервер может читать данные с SSD намного быстрее, поскольку эта технология флэш-памяти просто намного быстрее работает, чем старые механические жесткие диски с движущимися элементами.

В последнее время появились различные типы полупроводниковых дисков, а именно SATA 3 и NVMe. Эти диски используют описанные выше массивы полупроводников, но по разным причинам имеют различные возможности.

SATA 3 или NVMe - чем они отличаются?

Технология, используемая для чтения и записи данных на SSD настолько быстрая, что ограничивающим фактором здесь является метод, которым полупроводниковый диск обменивается данными с системой.

Сервер для чтения SSD может использовать два различных метода: SATA 3 и NVMe.

Подключение SATA 3 выполняется соединением материнской платы и самого полупроводникового диска при помощи кабеля данных и кабеля питания.

Подключение NVMe выполняется непосредственно через разъем PCI-E на материнской плате, получая питание напрямую от материнской платы. Что более важно, диск NVMe также получает данные от материнской платы быстрее, чем при подключении SATA 3.

NVMe может передать за один раз больше данных, так как имеет доступ к большему количеству линий PCI-E.

Линии PCI-E представляют собой линии данных материнской платы. Их количество ограничено, и различным портам и разъёмам на материнской плате выделяются определенные линии данных. На типичных современных материнских платах можно увидеть разъёмы различных размеров, соответствующие количеству доступных линий PCI-E (x1, x2, x4, x16, и т.д.).

В результате, за счёт большого количества линий PCI-E, и прямого чтения/записи через PCI-E, диски NVMe обычно намного более быстрые, чем SATA SSD.

Но реально увеличение производительности сказывается лишь при последовательном чтении и записи. Проще говоря, при перемещении файлов большого размера.

Полный потенциал чтения/записи NVMe достигается только на больших файлах, и при выполнении повседневных работ разница в скорости между этими типами SSD менее заметна.

Так что при обычной работе NVMe не предоставит большой разницы. А для редактирования фото и видео, диски NVMe позволят получить намного более быстрые результаты.

Ниже приведены типичные скорости чтения/записи для жестких дисков, SATA 3 SSD и NVMe SSD при работе с большими файлами.

- Жёсткий диск 7200 оборотов/мин – средняя скорость чтения/записи равна 80-160 Мбайт/сек

- SATA 3 SSD – скорость чтения/записи до 550 Мбайт/сек

- NVMe SSD – скорость чтения/записи до 3500 Мбайт/сек.

Заключение - что выбрать SATA 3 или NVMe?

Если вы планируете замену традиционного жёсткого диска на SSD, то и SATA 3 и NVMe обеспечат вам заметное увеличение скорости. Обычно NVMe более дорогие, чем SATA 3, что создает определённую проблему, учитывая то, что диски SATA 3 SSD и так недешевы.

Диски NVMe реально полезны, когда требуется перемещение больших файлов. Поэтому, если вы не выполняете регулярного редактирования фотографий или видео, или вам нужно хранить большое количество небольших файлов, то лучше использовать стандартный диск SATA 3 SSD, так как вы получите значительно больший объем хранения за те же деньги.

Кроме того, и NVMe и SATA 3 предлагают близкую скорость загрузки при обычной работе. Они оба настолько быстрые, что узким местом становится другое оборудование, такое как оперативная память или процессор.

Итоговая сводка различий между SATA 3 и NVMe:

- NVMe – протокол, позволяющий читать и писать данные через PCI-E

- SATA 3 – более старый протокол, который обычно не такой быстрый, как NVMe.