NVME ssd架构介绍 nvme intel ssd

NVMe SSD 学习总结 04 ：NVME 优势：性能、维护性、单T性能、延迟、I/O效率和产品形态）

• 一、回顾NVME协议发展

• 发展背景：SATA+AJHCI 遇到瓶颈
• 什么是NVME

• 二、NVME 优势：性能、维护性、单T性能、延迟、I/O效率和产品形态

• 1.NVME SSD接口速度更快:
• 2.NVMe 的管理性、功能性更好：
• 3. NVMe SSD 的单T性能更优：
• 4.NVME SSD数据读写延迟更低:
• 5. I/O效率更高
• 6. SSD形态丰富,搭配更加灵活

一、回顾NVME协议发展

发展背景：SATA+AJHCI 遇到瓶颈

• NAND闪存技术发展对SSD性能要求越来越高
• 机械硬盘时代设计的AHCI协议已不适应低延时的SSD
• SATA+ AHCI发展的更新迭代遇到瓶颈

什么是NVME

NVMe ( Non-Volatile Memory Express，即非易失性存储器标准)专为PCle 接口固态硬盘设计的行业接标准。其针对PCle SSD的特殊设计,替代传统SATA、SAS接口SSD的存储架构，显著提高性能、降低延迟，并提供更低功耗。

二、NVME 优势：性能、维护性、单T性能、延迟、I/O效率和产品形态

1.NVME SSD接口速度更快:

• PCIe接的NVMe SSD , PCIE3.0x4的U.2接口速度可达3 GB/s，升级PCIe4.0时代后，接口带宽比PCIe 3.0又增加1倍,达到7GB/s。
• Intel的Eagle Stream平台和AMD的Genoa将开始支持PCIe 5.0 ，NVMe SSD将随之进入PCIe 5.0的时代,升级后将使得NVMe SSD的接口速度提升至SATA SSD接速度的26倍;

2.NVMe 的管理性、功能性更好：

例如: NVME2.0新功能

• 分区命名空间( ZNS )
• 持续性群组管理
• 关键值(KV)

新协议的SSD更智能，数据安全更有保障，形态也更多样化

3. NVMe SSD 的单T性能更优：

SSD 的容量越来越大，其存储的数据越来越多，使得同一个SSD 服务的实例数量也越来越多，

这样带来一个问题 ，每个实例对SSD都有性能要求的情况下，每实例或者每GB的性能要求也就越来越高。因为NVMe SSD随PCIe不断迭代，正在从PCIe 3.0过渡到PCIe 4.0 ,又会迅速迎来PCIe 5.0，这将使得单位容量的性能可以保持一个较高的水平。

4.NVME SSD数据读写延迟更低:

SATA到NVMe则在协议本身做了相当多的优化,从而使得基于NVMe协议的SSD反应要比基于AHCI协议的SSD要快。

5. I/O效率更高

与SATA SSD相比, NVMe的SSD系统单核可以达到的性能更高,而同时NVMe SSD支持随机多路并发读写比如一台搭配NVMe SSD的存储服务器能做的工作需要若干台SATA SSD存储服务器才能达到。这样算下来基于NVMe SSD的存储服务器TCO更好。

6. SSD形态丰富,搭配更加灵活

因为SATA接口在速度达到600MB/s之后不再发展,使得目前SSD的不同介质在SATA接口面前变得没有区别,即便是傲腾SSD做成SATA接口也无法体现出来它的个质优势。而NVMe的上限就高得多且在继续提高，因为介质访问速度的不同,可以将不同介质的NVMe SSD进行快慢搭配，以满足不同形态下存储的多样化需求。