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NVMe固态是什么

随着SSD固态硬盘的普及,SSD领域有一些大家耳熟能详的词,比如SATA、mSATA、NAND、MLC、TLC等等,最近又有一个概念词被时常提到,就是NVMe固态。这种叫法看上去很像SATA固态,M.2固态,但实际上NVMe固态指的并不是一种接口,而是一种规范。

NVM Express(NVMe),或称非易失性内存主机控制器接口规范(Non-Volatile Memory express),,是一个逻辑设备接口规范。他是与AHCI(串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口)类似的、基于设备逻辑接口的总线传输协议规范(相当于通讯协议中的应用层),用于访问通过PCI-Express(PCIe)总线附加的非易失性内存介质,虽然理论上不一定要求 PCIe 总线协议。

从固态硬盘读写性能的角度去看,可以将固态硬盘一刀分左右两部分,一部分就是低速区,这一区间的产品都是使用AHCI协议的接口比如SATA、mSATA等,速度也是刚超过机械硬盘的读写几倍而已,只能算是入门产品;而另一部分则是高速区,采用PCIe的固态和支持NVMe协议的固态,这一区间的固态产品读写性能非常惊人,动辄上千兆的速率,其中的佼佼者可以做到读取速率3000+MB/s。

我们都知道,在上一代硬盘产品中,机械硬盘HDD使用的就是SATA接口,SATA接口已经发展了三代,而固态硬盘刚面世的时候,定位便是要取代机械硬盘,所以为了平滑过渡一直以来SSD主流产品都是使用SATA接口,使得更换时无需考虑接口问题。但恰恰是SATA接口限制了SSD的性能发挥,使得目前最快的SATA固态产品读写速度也就不到600MB/s。为了突破这种限制,许多厂商开始专为研究利用PCIe插槽来提升性能,于是乎高端SSD只得以采用PCI Express总线制造,但需使用非标准规范的接口,但这无疑会带额外的成本与麻烦。于是乎在经过多年的努力之下,NVMe协议应运而生。

NVMe具体优势包括:

  1. 性能有数倍的提升;
  2. 可大幅降低延迟;
  3. NVMe可以把最大队列深度从32提升到64000,SSD的IOPS能力也会得到大幅提升;
  4. 自动功耗状态切换和动态能耗管理功能大大降低功耗;
  5. NVMe标准的出现解决了不同PCIe SSD之间的驱动适用性问题。

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