بررسی انواع NVME

NVM Express (NVMe) یا Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification (NVMHCIS)

یکی از مشخصات رابط باز و منطقی دستگاه برای دسترسی به رسانه ، ذخیره سازی غیر فرار رایانه است که معمولاً از طریق گذرگاه PCI Express متصل می شود. اصطلاح اولیه NVMe مخفف حافظه غیر فرار است، که اغلب حافظه فلش (NAND) است که در چندین فاکتور فیزیکی، از جمله درایوهای حالت جامد (SSD)، کارت‌های افزودنی PCIe و کارت‌های M.2، جانشین کارت‌های mSATA شدند. NVM Express، به عنوان یک رابط منطقی در دستگاه ، برای استفاده از تأخیر کم و موازی سازی داخلی دستگاه های ذخیره سازی حالت جامد طراحی شده است.

از نظر معماری، منطق NVMe به صورت فیزیکی در تراشه کنترل کننده NVMe ذخیره شده و توسط تراشه کنترل کننده NVMe اجرا می شود که به صورت فیزیکی با رسانه ذخیره سازی، معمولا یک SSD، قرار گرفته است. تغییرات NVMe در نسخه ی، 1.3 تا 1.4، در رسانه ذخیره سازی گنجانده شده است و برای اجزای سازگار با PCIe مانند مادربردها و CPU ها تأثیری نمی گذارد.

NVM Express با طراحی خود به سخت افزار و نرم افزار میزبان اجازه می دهد تا به طور کامل از سطوح موازی ممکن در SSD های مدرن بهره برداری کند. در نتیجه، NVM Express سربار ورودی/خروجی را کاهش می‌دهد و بهبودهای عملکردی مختلفی را نسبت به رابط‌های دستگاه منطقی قبلی، از جمله صف‌های فرمان طولانی و کاهش تأخیر به ارمغان می‌آورد. پروتکل های رابط قبلی مانند AHCI برای استفاده با درایوهای هارد دیسک بسیار کندتر (HDD) که در آن تاخیر بسیار طولانی (نسبت به عملیات CPU) بین درخواست و انتقال داده وجود دارد، جایی که سرعت داده بسیار کمتر از سرعت RAM است، توسعه داده شد. چرخش دیسک و زمان جستجو باعث ایجاد نیازهای بهینه سازی بیشتر نیز می شود.

دستگاه‌های NVM Express عمدتاً به‌صورت کارت‌های توسعه PCI Express با اندازه استاندارد و به‌عنوان دستگاه‌های 2.5 اینچی فرم فاکتور موجود هستند که یک رابط چهار خطی PCI Express را از طریق کانکتور U.2 (که قبلاً 8639-SFF نامیده می‌شد) ارائه می‌کنند. دستگاه‌های ذخیره‌سازی با استفاده از SATA Express و مشخصات M.2 که از NVM Express به‌عنوان رابط منطقی دستگاه پشتیبانی می‌کنند، یک مورد استفاده محبوب برای NVMe هستند و به شکل غالب ذخیره‌سازی حالت جامد برای سرورها، رایانه‌های رومیزی و لپ‌تاپ‌ها به طور یکسان تبدیل شده‌اند.

هارد های SSD از چه رابطی برای ارتباط استفاده می کند ؟

اکثر SSD ها از Buses میزبان مانند SATA، SAS یا Fiber Channel برای ارتباط با بقیه سیستم های کامپیوتری استفاده می کردند. از زمانی که SSD ها در بازارهای انبوه در دسترس قرار گرفتند، SATA معمولی ترین راه برای اتصال SSD در رایانه های شخصی شده است. با این حال، SATA اساساً برای رابط با درایوهای هارد دیسک مکانیکی (HDD) طراحی شده بود، و به طور فزاینده ای برای SSD ها ناکافی شد، که با گذشت زمان سرعت آن بهبود یافت. به عنوان مثال، طی حدود پنج سال پس از پذیرش جریان اصلی بازار انبوه ، بسیاری از SSD ها به دلیل نرخ داده نسبتاً پایین موجود برای هارد دیسک ها متوقف شده بودند . بر خلاف درایوهای دیسک سخت، برخی از SSD ها با حداکثر توان عملیاتی SATA محدود می شوند.

SSD های پیشرفته قبل از NVMe با استفاده از گذرگاه PCI Express ساخته شده بودند، اما با استفاده از رابط های مشخصات غیر استاندارد. با استاندارد کردن رابط SSD ها، سیستم عامل ها فقط به یک درایور دستگاه مشترک نیاز دارند تا با تمام SSD هایی که به مشخصات پایبند هستند کار کنند. همچنین به این معنی است که هر سازنده SSD مجبور نیست درایورهای رابط خاصی را طراحی کند. این شبیه به این است که چگونه دستگاه‌های ذخیره‌سازی انبوه USB ساخته می‌شوند تا از مشخصات کلاس دستگاه ذخیره‌سازی انبوه USB پیروی کنند و با همه رایانه‌ها کار کنند، بدون نیاز به درایور برای هر دستگاه.

دستگاه‌های NVM Express همچنین به‌عنوان بلوک ساختمان ذخیره‌سازی بافر انفجاری در بسیاری از ابررایانه‌های پیشرو، مانند سوپرکامپیوتر فوگاکو، سوپرکامپیوتر سامیت و ابررایانه سیرا و غیره استفاده می‌شوند.

انواع فرم فاکتورهای موجود در درایو حالت جامد NVMe 

AIC (add-in card)

AIC (کارت افزودنی) تقریباً تمام درایوهای اولیه NVMe حالت جامد دارای AIC HHHL (نیم ارتفاع، نصف طول) یا FHHL (تمام ارتفاع، نیم طول) با رابط PCIe 2.0 یا 3.0 هستند. کارت درایو حالت جامد HHHL NVMe به راحتی در اسلات PCIe یک سرور قرار می گیرد.

U.2 (SFF-8639)

U.2 که قبلا با نام SFF-8639 شناخته می شد، یک رابط کامپیوتری برای اتصال درایوهای حالت جامد به یک کامپیوتر است. از چهار خط PCI Express استفاده می کند. سرورهای موجود می توانند تا 48 درایو U.2 NVMe حالت جامد را ترکیب کنند.

U.3 (SFF-8639 or SFF-TA-1001)

U.3 بر اساس مشخصات U.2 ساخته شده است و از همان رابط SFF-8639 استفاده می کند. این یک استاندارد سه حالته است که پشتیبانی از SAS، SATA و NVMe را در یک کنترلر واحد ترکیب می کند. U.3 همچنین می‌تواند از Hot Swap بین درایوهای مختلف که پشتیبانی سیستم‌افزار در دسترس است پشتیبانی کند. درایوهای U.3 هنوز با U.2 سازگار هستند، اما درایوهای U.2 با میزبان U.3 سازگار نیستند.

M.2

M.2 که قبلا به عنوان فاکتور فرم نسل بعدی (NGFF) شناخته می شد، از یک گذرگاه کامپیوتری درایو حالت جامد M.2 NVMe استفاده می کند. رابط های ارائه شده از طریق کانکتور M.2 PCI Express 3.0 یا بالاتر (حداکثر چهار خط) هستند.

PCI Express 1.0 : سرعت انتقال داده  2.5GT/s با پهنای باند 8GB/s

PCI Express 2.0 : سرعت انتقال داده  5GT/s با پهنای باند 16GB/s

PCI Express 3.0 : سرعت انتقال داده  8GT/s با پهنای باند 32GB/s

PCI Express 4.0 : سرعت انتقال داده  16GT/s با پهنای باند 64GB/s

PCI Express 5.0 : سرعت انتقال داده  32GT/s با پهنای باند 128GB/s

به بیان ساده، PCIe 4.0 دو برابر سریعتر از PCIe 3.0 است. PCIe 4.0 دارای سرعت انتقال داده 16 GT/s است، در حالی که PCIe 3.0 تنها دارای نرخ داده 8 GT/s است. به همین ترتیب، هر پیکربندی خط PCIe 4.0 دو برابر پهنای باند PCIe 3.0 را پشتیبانی می‌کند که در یک اسلات 16 خطی در یک‌جهت به 32 گیگابایت بر ثانیه می‌رسد.

SSD M.2 چیست؟

یک SSD M.2 یک درایو حالت جامد (SSD) است که کارت‌های توسعه حافظه داخلی از آن استفاده می‌کنند. درایوهای SSD M.2 مطابق با مشخصات صنعت کامپیوتر هستند و به گونه‌ای طراحی شده‌اند که ذخیره‌سازی با کارایی بالا را در دستگاه‌های نازک و با محدودیت انرژی، مانند لپ‌تاپ‌های اولترابوک و رایانه‌های تبلت امکان‌پذیر می‌کنند. آنها به طور کلی کوچکتر از سایر SSDهای قابل مقایسه، مانند mini Serial Advanced Technology Attachment (mSATA) هستند.

SSD ها شکلی از رسانه های ذخیره سازی هستند که داده های دائمی را روی حافظه فلش جامد ذخیره می کنند. برخلاف هارد دیسک (HDD)، SSD هیچ قطعه متحرکی برای شکستن یا چرخش به سمت بالا یا پایین ندارد. مشخصات رابط SSD M.2 در ابتدا به عنوان فاکتور فرم نسل بعدی شناخته می شد، اما نام آن به M.2 تغییر یافت. درایوهای SSD M.2 برای افرادی که در حال کانفیگ اولیه یا ارتقای رایانه شخصی (PC) یا لپ تاپ برای موارد استفاده از قبیل بازی، انیمیشن سه بعدی، ویرایش ویدیو یا انتقال فایل های بزرگ هستند، مفید هستند.

M.2 از پروتکل ها و برنامه های متعددی مانند Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) و SATA پشتیبانی می کند. محصولات سازگار با M.2 به درایوهای حالت جامد نیز محدود نمی شوند. این مشخصات همچنین از پروتکل هایی مانند Buses سریال جهانی (USB) و Wi-Fi پشتیبانی می کند و می تواند در کارت های گرافیک و کارت های شتاب دهنده هوش مصنوعی که از مشخصات M.2 استفاده می کنندنیز موجود باشد.

شرکت پردازش سرور نیوان متشکیل شده از بهترین کارشناسان که در تمامی مراحل اعم از مشاوره ، اجرا ، خرید و فروش سرورهای HP و تجهیزات سرور و شبکه در کنار شما مشتریان عزیز می باشد تا بتوانید نسبت به نیاز های سازمانتان بهترین خرید را انجام دهید.