NVMe和SATA這兩種存儲技術(shù)的定義及主要區(qū)別

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代， 關(guān)鍵的業(yè)務(wù)和技術(shù)決策實質(zhì)上是由更好 ，更快的數(shù)據(jù)訪問驅(qū)動的。固態(tài)驅(qū)動器（SSD） 是一種計算機存儲設(shè)備。與依靠旋轉(zhuǎn)盤 的傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動器（HDD）不同，SSD使用半導(dǎo)體芯片來存儲和檢索內(nèi)存。沒有任何移動部件，但訪問數(shù)據(jù)比HDD 快得多。

寫入和讀取數(shù)據(jù)的主要方法有兩種：SATA和 NVMe 。為了增加帶寬并減少延遲， NVMe 專為固態(tài)硬盤開發(fā)，以訪問快速存儲介質(zhì)。另一方面，SATA是用于連接SSD，HDD 和光盤驅(qū)動器的完善的存儲協(xié)議 。但是，SATA SSD需要接口控制器，這可能會限制 數(shù)據(jù)傳輸并限制CPU性能。與其他傳統(tǒng)接口（包括SATA）相比，NVMe 更加高效，可擴展，并提供低延遲的存儲訪問。

本文將介紹 NVMe 和SATA這兩種存儲技術(shù)，他們的定義及主要區(qū)別。

什么是NVMe？

NVMe ，或非易失性存儲器快， 是一個數(shù)據(jù)，該主機連接到經(jīng)由PCI存儲器子系統(tǒng)的存儲協(xié)議 快速（PCIe）總線 。他的接口規(guī)范 的緩解數(shù)據(jù)瓶頸量很大，帶來的各種性能的改進，包括多個命令隊列，并減少等待時間。 NVMe具體優(yōu)勢包括：性能有數(shù)倍的提升；可大幅降低延遲；NVMe可以把最大隊列深度從32提升到64000，SSD的IOPS能力也會得到大幅提升；自動功耗狀態(tài)切換和動態(tài)能耗管理功能大大降低功耗；NVMe標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)解決了不同PCIe SSD之間的驅(qū)動適用性問題。NVMe擴展到了諸如以太網(wǎng)，光纖通道和InfiniBand?，不僅可以訪問單個NVMe設(shè)備，還可以訪問NVMe存儲系統(tǒng)。

什么是SATA？

SATA（或 串行 ATA）是用于連接SSD，HDD 和光盤驅(qū)動器的完善協(xié)議。 自2000年發(fā)布以來，該標(biāo)準(zhǔn)已進行了多次 性能增強修訂。 例如，SATA I可以 高達150 MB ／ s的速度傳輸數(shù)據(jù)，而 SATA III 可以達到600 MB ／ s的速度。

但是，SATA SSD需要接口控制器， 這可能會限制數(shù)據(jù)傳輸并限制CPU性能。 具體地說，SATA使用高級主機控制器接口（AHCI），該接口包含 單個隊列 塊I ／ O層 ，該層將數(shù)據(jù)從主機發(fā)送到SSD。

AHCI和NVMe 接口控制器之間的關(guān)鍵區(qū)別在于塊I ／ O層的類型。AHCI具有 一個 單隊列I ／ O塊層 ，這意味著來自每個CPU內(nèi)核上運行的任務(wù)的所有I ／ O請求都是通過單個請求隊列處理的。這從根本上造成了瓶頸， 因為單個隊列無法充分利用存儲的全部潛力。 另一方面， NVMe 利用多隊列塊I ／ O層，顯著提高了可伸縮性。為了 減少延遲，多隊列塊I ／ O層使用了兩個級別的隊列：軟件隊列（SWQ）和硬件隊列（HWQ）。 總之， NVMe SSD具有高度可擴展的架構(gòu)，可以減輕相關(guān)的問題與性能瓶頸。

鑒于這些通信驅(qū)動程序在體系結(jié)構(gòu)上的根本差異 ，它們在各個方面都具有不同的特征，包括與存儲設(shè)備的兼容性，性能和數(shù)據(jù)延遲。

NVMe的主要優(yōu)點

低延遲：隨著增加的帶寬和內(nèi)部并行， NVMe 消除我／ O瓶頸小號 的是，在傳統(tǒng)的存儲協(xié)議持久， 因此減少在讀出和寫入數(shù)據(jù)的等待時間。

可擴展的 性能： NVMe 通過與PCIe 3．0通道直接接觸來提供數(shù)據(jù)，從而減輕了使用連接技術(shù)時可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)瓶頸。 此功能 提供了可擴展的 性能 是需要 重新在邊緣flexive推理分析。

可靠的存儲： NVMe 將數(shù)據(jù)存儲在沒有活動部件的閃存中。這樣可以 最大程度地減少災(zāi)難性故障的可能性， 并有助于提高邊緣設(shè)備的耐用性。

節(jié)能 ： NVMe 架構(gòu) 包含 可調(diào)節(jié) SSD功率的功能。 高效的電源管理將幫助 企業(yè)實現(xiàn)最佳的總擁有成本（TCO）， 并延長電池壽命。

審核編輯 黃昊宇