Звичайні SSD диски та диски NVMe – огляд та порівняння

Звичайні SSD диски та диски NVMe – огляд та порівняння
Хостинг
13 Jan 2020

У цій статті ми опишемо різницю між звичайними дисками SSD з протоколом SATA 3 і дисками NVMe, що підключаються через PCI-E. Пояснимо, який варіант кращий чи гірший, і надамо докладний опис роботи технології SSD із цими стандартами.

Еволюція напівпровідникових накопичувачів

Перш за все, розглянемо походження напівпровідникових дисків SSD, і те, чому останнім часом вони стали такими популярними.

Традиційний жорсткий диск має елементи, що рухаються. Диск працює приблизно так, як працював старий програвач платівок. У нього є обертовий диск (пластина) і головка, що рухається, зчитує і записує дані при обертанні диска.

Як правило, чим швидше обертається пластина диска (7200 об/хв, 10 000 об/хв тощо), тим швидше будуть зчитуватися дані, що зберігаються на ньому. На жаль, у жорсткого диска швидкість зчитування даних обмежена. Крім того, існують затримки, спричинені очікуванням фізичного переміщення головки.

Абревіатура SSD означає "solid state drive" (твердотільний або напівпровідниковий диск). У дисків цього типу немає частин, що рухаються. Натомість для зберігання та вибірки інформації SSD використовують напівпровідникові чіпи.

Зокрема, SSD складається з величезного масиву напівпровідникових осередків, здатних утримувати або не містити заряд, що комп'ютер сприймає як двійкові '1' або '0', і перетворює їх на файли даних, видимі на вашій машині.

Найцікавішою властивістю осередків у SSD є те, що вони зберігають наявність або відсутність заряду навіть після вимкнення живлення. Саме тому дані зберігаються та не втрачаються.

Сервер може читати дані з SSD набагато швидше, оскільки ця технологія флеш-пам'яті просто набагато швидше працює, ніж старі механічні жорсткі диски з елементами, що рухаються.

В останнім часом з'явилися різні типи напівпровідникових дисків, а саме SATA 3 та NVMe. Ці диски використовують вищенаведені масиви напівпровідників, але з різних причин мають різні можливості.

SATA 3 або NVMe - чим вони відрізняються?

Технологія, яка використовується для читання та запису даних на SSD настільки швидка, що обмежуючим фактором тут є метод, яким напівпровідниковий диск обмінюється даними із системою.

Сервер для читання SSD може використовувати два різні методи: SATA 3 і NVMe.

Підключення SATA 3 здійснюється з'єднанням материнської плати та самого напівпровідникового диска за допомогою кабелю даних та кабелю живлення.

Підключення NVMe здійснюється безпосередньо через роз'єм PCI-E на материнській платі, одержуючи живлення безпосередньо від материнської плати. Більш важливо, диск NVMe також отримує дані від материнської плати швидше, ніж при підключенні SATA 3.

NVMe може передати за один раз більше даних, оскільки має доступ до більшої кількості ліній PCI-E.

Лінії PCI-E є лініями даних материнської плати. Їх кількість обмежена, і різних портів і роз'ємів на материнській платі виділяються певні лінії даних. На типових сучасних материнських платах можна побачити роз'єми різних розмірів, що відповідають кількості доступних ліній PCI-E (x1, x2, x4, x16 тощо).

В результаті, за рахунок великої кількості ліній PCI-E, і прямого читання/запису через PCI-E, диски NVMe зазвичай набагато швидші, ніж SATA SSD.

Але реальне збільшення продуктивності позначається лише при послідовному читанні та запису. Простіше кажучи, під час переміщення файлів великого розміру.

Повний потенціал читання/запису NVMe досягається тільки на великих файлах, і при виконанні повсякденних робіт різниця швидкості між цими типами SSD менш помітна.

Отже при звичайній роботі NVMe не надасть великої різниці. А для редагування фото та відео, диски NVMe дозволять отримати набагато швидші результати.

Нижче наведено типові швидкості читання/запису для жорстких дисків, SATA 3 SSD та NVMe SSD під час роботи з великими файлами.

- Жорсткий диск 7200 оборотів/хв – середня швидкість читання/запису дорівнює 80-160 Мбайт/сек

- SATA 3 SSD – швидкість читання/запису до 550 Мбайт/сек

- NVMe SSD – швидкість читання/запису до 3500 Мбайт/сек.

Висновок - що вибрати SATA 3 або NVMe?

Якщо ви плануєте заміну традиційного жорсткого диска на SSD, то SATA 3 і NVMe забезпечать вам помітне збільшення швидкості. Зазвичай NVMe дорожчі, ніж SATA 3, що створює певну проблему з огляду на те, що диски SATA 3 SSD і так недешеві.

Диски NVMe реально корисні, коли потрібно перемістити великі файли. Тому, якщо ви не виконуєте регулярного редагування фотографій або відео, або вам потрібно зберігати велику кількість невеликих файлів, краще використовувати стандартний диск SATA3 SSD, оскільки ви отримаєте значно більший обсяг зберігання за ті самі гроші. Крім того, і NVMe і SATA 3 пропонують близьку швидкість завантаження при звичайній роботі. Вони обидва настільки швидкі, що вузьким місцем стає інше обладнання, як оперативна пам'ять або процесор.

Підсумкове зведення відмінностей між SATA 3 та NVMe:

- NVMe – протокол, який дозволяє читати та писати дані через PCI-E

- SATA 3 – старіший протокол, який зазвичай не такий швидкий, як NVMe.