سرعت یکی از مهم‌ترین پارامترها در دنیای دیجیتال است؛ چون میزان رضایت کاربران از سایت ما، انجام سریع تراکنش‌های مالی، ثبت اطلاعات در پایگاه اینترنتی و غیره به این موضوع گره خورده است. به‌همین‌دلیل هم غول‌های تکنولوژی درصدد حل این چالش برآمدند و با ابداع حافظه‌های جدید، سرعت را به حداکثر رساندند. یکی از آخرین دستاوردهای تکنولوژی برای افزایش سرعت، درایو NVMe یا SSD NVMe است. در این مقاله، پاسخ «حافظه NVMe چیست» را می‌خوانیم و پس از آن، به‌سراغ جزئیات این نوع حافظه می‌رویم. همچنین با مزایای NVMe، فرق SSD و حافظه NVMe، حافظه NVMe برای ورک استیشن‌ها و دستگاه‌های دیگر در همین نوشتار آشنا خواهید شد.
حافظه NVMe چیست؟
تکنولوژی “Non-volatile Memory Express” یا “NVMe” در سال 2011، برای جابه‌جایی داده‌ها در ذخیره‌سازهای Flash و انواع حافظه SSD معرفی شد. این پروتکل، سربار سیستم را در هر عملیات ورودی/خروجی (I/O) کاهش می‌دهد تا داده‌ها با سرعت بسیار زیاد و به‌شکل موازی جابه‌جا شوند.
برای کمک به ارائه یک تجربه کاربری با پهنای باند بالا و تاخیر کم، پروتکل NVMe از طریق یک گذرگاه PCI Express (PCIe) به حافظه فلش دسترسی پیدا می‌کند. هارد NVMe قادربه پذیرش و مدیریت ده‌ها هزار صف فرمان موازی است.
با استناد به این موضوع، می‌توانیم هارد NVMe را بسیار سریع‌تر از HDD و معماری‌های دیگر در حافظه‌های فلش بدانیم؛ چون این معماری‌ها به یک صف فرمان محدود می‌شوند.
فرق SSD و حافظه NVMe
در این بخش، به توصیف فرق SSD و حافظه NVMe خواهیم پرداخت.
بیشتر بخوانید: بررسی تفاوت SSD و NVMe
| ویژگی | NVMe | SSD |
| ماهیت | پروتکلی برای دسترسی به SSD از طریق PCIe | نوعی وسیله ذخیره‌سازی برپایه معماری فلش مموری |
| رابط اتصال | اتصال مستقیم از PCIe به CPU | اتصال به CPU از طریق رابط‌های SATA یا SAS |
| سرعت | – وابستگی 100% به نسخه PCIe و خطوط مورد استفاده
– بیش‌از 4000 مگابایت بر ثانیه |
– حداکثر 600 مگابایت بر ثانیه (به‌دلیل محدودیت ذاتی SATA III) |
| تاخیر | تاخیر کمتر نسبت‌به SSD به‌دلیل پردازش بهینه فرمان‌ها و موازی پیش بردن آن‌ها | تاخیر زیاد به‌دلیل استفاده از پروتکل‌های قدیمی‌تر |
| صف‌های فرمان | پشتیبانی از از 64000 صف فرمان | یک صف فرمان (محدود) |
| میزان مصرف برق | مصرف انرژی کمتر؛ به‌خصوص در حالت‌های Idle | بالاتر از NVMe؛ به‌ویژه هنگام فعالیت |
| موارد استفاده | ایده‌آل برای کارهایی با عملکرد بالا مانند بازی، ویرایش ویدیو، و حجم زیاد پردازش‌های سازمانی | مناسب برای استفاده عمومی ازجمله نرم‌افزارها و اپلیکیشن‌های کاربران خانگی |
| سازگاری | سازگار با اکثر سیستم‌ها از طریق پورت SATA | نیاز به یک مادربرد با پشتیبانی از NVMe و حضور یک اسلات PCIe |
| هزینه | گران‌تر از SSD؛ به‌دلیل استفاده از فناوری‌های پیشرفته و قابلیت‌های زیاد در پردازش فرمان‌ها | ارزان‌تر از درایوهای NVMe |
حافظه NVMe چگونه کار می‌کند؟
در ادامه با نحوه عملکرد حافظه NVMe آشنا خواهید شد.
- هاست صف‌های ارسال فرمان ورودی/خروجی و Doorbell Registers (یعنی سیگنال‌های آماده) را می‌نویسد؛
- کنترلر NVMe صف‌های دستور I/O را واکشی (Fetch) و اجرا می‌کند. سپس صف‌های تکمیل I/O را با یک وقفه به میزبان برمی‌گرداند؛
- میزبان صف‌های تکمیل I/O را ثبت و Doorbell Registers را پاک می‌کند؛
نتیجه نهایی در مقایسه با پروتکل‌های سنتی انتقال داده، مانند SCSI متصل به سریال (SAS) و ATA سریال (SATA)، به‌طور قابل‌توجهی سربار کمتری را به حافظه و CPU تحمیل می‌کند.
مزایای هارد NVMe
بخشی از تصمیم به راه‌اندازی کسب‌وکار آنلاین و فروشگاه اینترنتی، به خرید هاست با هارد NVMe گره خورده است. این هاردها از مزایای زیر بهره می‌برند که آشنایی با هرکدام می‌تواند ما را به اطمینان یا انتخاب گزینه‌های دیگر برساند.
- توان عملیاتی بالا و تاخیر کم
- افزایش عملکرد پردازش در CPUهای چندهسته‌ای
- فراهم کردن زمینه‌ای برای افزایش مقیاس دیتاسنترها
- تطبیق‌با معماری‌های ابری و نوین
- مناسب محیط‌های سازمانی و مدیریت عملیات مربوط‌به داده‌ها در مقیاس بزرگ
- پشتیبانی از بارهای کاری سخت و سنگین
- امکان تجزیه‌و‌تحلیل سریع‌تر داده‌ها نسبت‌به SSD و HDD
- مقرون‌به‌صرفه با نگاه به عملکرد و دوام بالا به‌همراه کاهش زمان خرابی
- نیاز به زمان کوتاه برای نصب و راه‌اندازی
- مناسب گیمرها، تدوین‌گران و کاربران حرفه‌ای به‌دلیل انتقال سریع فایل‌ها و سرعت بالای پاسخ‌گویی در محاسبات فایل‌های سنگین و حجیم
- امکان استقرار در شبکه‌های TCP و تطبیق‌با جدیدترین معماری‌ها و سخت‌افزارها
- کاربرد گسترده در وب‌سایت‌ها و دیتابیس‌ها با تکیه بر سرعت بارگذاری بالا و سیستم قوی Caching
معایب هارد NVMe
این هاردها با معایبی هم همراه هستند که در ادامه با آن‌ها آشنا خواهید شد.
- هزینه بالاتر به‌نسبت حافظه SSD و HDD
- مصرف زیاد برق
- افزایش هزینه‌های عملیاتی و تولید گرما به‌دلیل مصرف زیاد انرژی
- عدم پشتیبانی توسط مادربردهای قدیمی و فاقد رابط PCIe
- اعمال محدودیت از سمت برخی از دستگاه‌ها و مادربردها تا 2 ترابایت
حافظه NVMe برای ورک استیشن ها
بهترین حافظه NVMe برای ورک استیشن ها و کامپیوترهای شخصی را در جدول زیر، به‌همراه ویژگی‌های مهم آن‌ها خواهید دید.
| مدل هارد NVMe | رابط | حداکثر سرعت خواندن (MB/s) | حداکثر سرعت نوشتن (MB/s) | ظرفیت‌ها | ویژگی‌های کلیدی |
| WD Black SN850X | PCIe 4.0 | 7,300 | 6,600 | بیش‌از 4 ترابایت | – عملکرد عالی برای بازی و کارهای خلاقانه
– استقامت و تحمل بالا |
| Samsung 990 Pro | PCIe 5.0 | 7,450 | 6,900 | بیش‌از 2 ترابایت | – عملکرد پیش‌رو با مدیریت پیشرفته حرارتی
– ایده‌آل برای اپلیکیشن‌های کاربران |
| SK Hynix Platinum P41 | PCIe 4.0 | 7,000 | 6,500 | 1 و 2 ترابایت | – قیمت‌های رقابتی و متنوع
– عملکرد قوی در بنچمارک‌ها – پشتیبانی از رمزگذاری سخت‌افزاری |
| Crucial T500 | PCIe 4.0 | 7,400 | 6,800 | بیش‌از 2 ترابایت | – عملکرد بالا با قیمت مناسب
– بهترین انتخاب برای حجم کاری زیاد و پردازش‌های سنگین |
| Nextorage NEM-PA | PCIe 4.0 | 7,300 | 6,900 | بیش‌از 4 ترابایت | – ارزش بالا برای ذخیره‌سازی با ظرفیت بالا
– عملکرد خوب در بنچمارک‌ها |
| Lexar NM790 | PCIe 4.0 | 5,000 | 4,000 | ظرفیت‌های متنوع |
استفاده از حافظه NVMe برای کامپیوترهای گیمینگ
کامپیوترهای گیمینگ به‌دلیل فرمان‌های بسیار زیاد و حجم عظیمی از داده‌ها، بهترین سیستم‌ها برای به‌کارگیری هارد NVMe هستند. در ادامه به انواع NVMeهایی که در سیستم‌های گیمینگ قابل‌استفاده هستند اشاره خواهیم کرد.
| مدل هارد NVMe | رابط | حداکثر سرعت خواندن (MB/s) | حداکثر سرعت نوشتن (MB/s) | ظرفیت‌ها | ویژگی‌های کلیدی |
| Crucial T705 | PCIe 5.0 | 14,000 | 12,000 | بیش‌از 2 ترابایت | – سریع‌ترین هارد NVMe کنونی
– مناسب تنظیمات بازی‌های فوق‌حرفه‌ای و پیشرفته |
| Crucial T700 | PCIe 5.0 | 12,379 | 11,517 | بیش‌از 4 ترابایت | – ظرفیت و عملکرد بالا
– سازگار با مایکروسافت DirectStorage |
| Lexar Play 2230 | PCIe 4.0 | 5,000 | 4,000 | بیش‌از 1 ترابایت | – گزینه‌ای مناسب برای بودجه‌های پایین
– امکان ارتقا دستگاه‌هایی مانند Steam Deck با این حافظه |
| Seagate FireCuda 510 | PCIe 3.0/4.0 | 3,450 | 3,200 | انتخاب‌های گسترده | – عملکرد خوب با تمرکز بر بازی
-Form Factor همه‌کاره |
استفاده از حافظه NVMe در سرورها
هارد NVMe برای سرورها از بهترین انتخاب‌ها نسبت‌به SSD و HDD هستند. در ادامه جدول هاردهای مناسب NVMe برای سرورها را آورده‌ایم.
| مدل هارد NVMe | رابط | حداکثر سرعت خواندن (MB/s) | حداکثر سرعت نوشتن (MB/s) | ظرفیت‌ها | ویژگی‌های کلیدی |
| Kingston DC1000M | PCIe 3.0 | 3,200 | 2,000 | بیش‌از 3.84 ترابایت | – بهینه‌شده برای کاربردهای ترکیبی
– استقامت و قابلیت اطمینان بالا |
| Samsung PM1733 | PCIe 4.0 | 6,500 | 3,800 | بیش‌از 30.72 ترابایت | – طراحی‌شده برای حجم کاری سازمان‌ها
– پشتیبانی از عملیات داده در مقیاس بزرگ |
| Intel Optane SSD P5800X | PCIe 4.0 | 7,000 | 5,000 | بیش‌از 1.6 ترابایت | – استقامت خارق‌العاده
– تاخیر کم – ایده‌آل برای محاسبات با کارایی بالا (HPC) |
| Western Digital Gold NVMe | PCIe 4.0 | 5,000 | 4,200 | بیش‌از 4 ترابایت | – عملکرد بالا
– دارای ویژگی‌های داخلی حفاظت از داده‌ها – مناسب کارهای سنگین |
| Micron 9300 NVMe | PCIe 3.0/4.0 | 3,500 | 3,000 | بیش‌از 15.36 ترابایت | – همه‌کاره
– مناسب کارایی و برنامه‌های مختلف سازمانی – عملکرد قوی در عملیات خواندن/نوشتن |
| Seagate Nytro XF1230 | PCIe 3.0 | 3,500 | 2,700 | بیش‌از 2 ترابایت | – بهینه‌شده برای برنامه‌های مراکز داده
– ارائه تعادل در عملکرد و استقامت بالا |
آنچه در هارد NVMe خواندیم؟
هارد NVMe از چند هسته CPU برای مدیریت صف‌های کاری استفاده می‌کند. به‌همین‌دلیل سرعت آن به‌شکل چشم‌گیری بیشتر از حافظه‌های SSD و دیگر دستگاه‌های مبتنی‌بر معماری Flash است. هاست‌های مجهزبه این حافظه از مزایایی مانند پردازش حجم زیادی از داده‌ها، انجام روان محاسبات سنگین و امکان استفاده از CPUهای چندهسته‌ای بهره می‌برند.
دیدگاه شما درباره این حافظه چیست؟ کدام یک از ویژگی‌های هارد NVMe را جذاب‌تر و مهم‌تر از سایر قابلیت‌های آن می‌دانید؟ ما در بخش نظرات همین مقاله، میزبان نقطه نظر شما هستیم. هم‌چنان که می‌توانید این مقاله را با دوستان و افرادی که مشتاق یادگیری هستند، به‌اشتراک بگذارید.
سوالات متداولی که شما می‌پرسید
- هارد NVMe چیست؟
نوعی حافظه ذخیره‌سازی که سریع‌تر از SSD است و از رابط PCIe برای اتصال به CPU استفاده می‌کند.
- مزایای حافظه NVMe چه چیزهایی هستند؟
افزایش عملکرد پردازش در CPUهای چندهسته‌ای، مقیاس‌پذیری و تطبیق‌با معماری‌های ابری ازجمله مزایای هارد NVMe هستند.
- آیا می‌توان از NVMe در هاست و سرور استفاده کرد؟
بله؛ چون این حافظه به‌طورخاص برای کاربردهای سازمانی و پردازش‌های بسیار سنگین طراحی شده است.
منابع:
1 دیدگاه. دیدگاه تازه ای بنویسید
سلام، من معمولا وب گردی نمیکنم و مطالب سایت هارو نمیخونم اما با خوندن این مقاله واقعا لذت بردم دمتون گرم