Eine dieser Lösungen war das NVM-Express-Protokoll, das Experten zufolge die Verwendung von nichtflüchtigen Festkörperspeichern revolutioniert hat. Was ist NVMe und welche Vorteile bringt es?
Die Geschwindigkeit des Computers hängt weitgehend von der Geschwindigkeit des Lesens von Daten von Medien und der Geschwindigkeit der Befehlsverarbeitung ab. Unabhängig davon, wie leistungsfähig das Betriebssystem insgesamt ist, kann alles durch eine normale Festplatte negiert werden, wodurch Programme beim Öffnen langsamer werden oder bei großen Aufgaben "nachdenken". Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass die Festplatte ihr Potenzial zur Erhöhung des Informationsspeichervolumens praktisch ausgeschöpft hat und daher nicht mehr vielversprechend ist. Und der mechanische Antrieb ist noch veralteter und verlangsamt die Entwicklung der Computertechnologie.
Und jetzt ersetzten SSDs die Festplatte - Solid-State-Laufwerke, nichtflüchtige, nicht mechanische Speichergeräte. Die ersten SSDs kamen in der zweiten Hälfte der 2000er Jahre auf den Markt. Schon bald begannen sie, hinsichtlich des Volumens mit Festplatten zu konkurrieren. Lange Zeit konnten sie jedoch ihr Potenzial und ihre Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit und Parallelität der Anrufe an Zellen nicht vollständig offenlegen, da die vorhandenen Schnittstellen und Protokolle nach alten Standards erstellt wurden, die HDD-Laufwerke über SATA-Schnittstellen und noch älteres SCSI (SAS) unterstützen.
Der nächste Schritt zur Erschließung des Potenzials nichtflüchtiger Speicher war der Übergang zu PCI-Express-Bussen. Zu diesem Zeitpunkt waren für sie jedoch noch keine neuen Industriestandards entwickelt worden. 2012 wurden die ersten Computer veröffentlicht, die das NVM-Express-Protokoll implementierten.
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Daher ist der Ausdruck "NVMe-Laufwerk" nicht ganz richtig, und der Vergleich wie "HDD - SSD - NVMe" ist absolut falsch und führt den Benutzer in die Irre, der sich gerade mit dem Thema vertraut macht. Es ist richtig, HDD einerseits mit SSD zu vergleichen, SSD über SATA-Schnittstelle (unter Verwendung des AHCI-Protokolls) und SSD über PCI-Express-Bus unter Verwendung des NVM-Express-Protokolls andererseits. Der Vergleich von Festplatten mit SSDs ist wahrscheinlich für niemanden mehr interessant. Jeder versteht den Unterschied und jeder ist sich der Vorteile des letzteren bewusst. Es sei denn, einige (sehr auffällige) Vorteile sind zu erwähnen. Im Vergleich zu Festplatten sind Solid-State-Laufwerke kleiner und leichter, lautlos, und das völlige Fehlen mechanischer Laufwerke macht sie wesentlich widerstandsfähiger gegen Beschädigungen (z. B. wenn sie fallen gelassen werden) und verlängert einfach ihre Lebensdauer.
Der Vergleich der Funktionen von SSD mit dem alten Bus und dem alten Protokoll und SSD auf dem PCIe-Bus mit dem NVMe-Protokoll ist sicherlich von viel größerem Interesse und wird für alle nützlich sein, die es gewohnt sind, mit neuen Produkten auf dem Laufenden zu bleiben, für diejenigen, die einen neuen Computer kaufen möchten, und sogar für diejenigen, die zum Beispiel auf der Suche nach dem besten Hosting.
Die SATA-Schnittstelle wurde, wie bereits erwähnt, für Festplatten erstellt, deren Kopf jeweils nur physisch auf eine Zelle zugreifen kann. Es ist keine Überraschung, dass SATA-Geräte nur einen Kanal haben. Für SSDs ist dies beklagenswert gering, da einer ihrer Vorteile die Unterstützung paralleler Streams ist. Der SSD-Controller verwaltet auch die anfängliche Positionierung, was ein weiterer wesentlicher Vorteil ist. Der PCI-Express-Bus bietet Mehrkanalbetrieb, und das NVMe-Protokoll erkennt diesen Vorteil. Infolgedessen werden auf Solid-State-Laufwerken gespeicherte Daten durch 65.536 gleichzeitige Steuerwarteschlangen geleitet, von denen jede mehr als 65.536 Befehle gleichzeitig enthalten kann. Vergleichen: SATA und SCSI können nur eine Warteschlange verwenden und unterstützen bis zu 32 bzw. bis zu 254 Befehle.
Darüber hinaus erfordern die alten Schnittstellen zwei RAM-Aufrufe, um jeden Befehl auszuführen, und NVMe schafft dies auf einmal.
Der dritte wesentliche Vorteil ist die Interrupt-Behandlung. Das NVMe-Protokoll wurde für moderne Plattformen mit Multi-Core-Prozessoren entwickelt. Daher enthält es eine parallele Thread-Verarbeitung sowie einen optimierten Mechanismus für die Warteschlangen- und Interrupt-Behandlung, der ein höheres Leistungsniveau ermöglicht. Mit anderen Worten, wenn ein Befehl mit einer höheren Priorität angezeigt wird, beginnt seine Ausführung schneller.
Zahlreiche Tests, die von verschiedenen Organisationen und Experten durchgeführt wurden, belegen, dass NVMe-SSDs im Durchschnitt fünfmal schneller arbeiten als SSDs, die über alte Schnittstellen verbunden sind.
Nun dazu, ob jeder Zugriff auf SSDs hat, die auf PCIe mit dem NVMe-Protokoll implementiert sind. Und es geht nicht nur um Kosten. Für den Preis ist eine solche Realisierung immer noch spürbar höher, obwohl die Preise für Computerkomponenten, wie Sie wissen, erst zu Beginn des Verkaufs hoch sind und tendenziell recht schnell sinken.
Wir sprechen von konstruktiven Lösungen, von dem, was in der Fachsprache normalerweise als "Formfaktor" bezeichnet wird . Mit anderen Worten, in welcher Form werden diese Komponenten von Herstellern hergestellt. Derzeit sind drei Formfaktoren auf dem Markt .
Die erste heißt "NVMe SSD". Es ist eine Erweiterungskarte und wird an dieselben Steckplätze wie die Grafikkarte angeschlossen. Dies ist für einen Laptop ungeeignet. Wie bei vielen stationären Computern, da immer mehr von ihnen auf kompakten Motherboards montiert sind, wo häufig zwei oder sogar ein PCIe-Steckplatz vorhanden ist (der normalerweise von einer Grafikkarte belegt wird).
Der zweite Formfaktor ist U2. Äußerlich ähnelt es einer normalen Festplatte, ist aber viel kleiner. U2 wird normalerweise auf Servern verwendet, daher sollte der durchschnittliche Benutzer es nicht kaufen.
Der dritte ist M2 . Dies ist der sich am weitesten entwickelnde Formfaktor. Es wird aktiv in Laptops verwendet und wurde kürzlich bereits auf einigen Motherboards für stationäre PCs implementiert. Wenn Sie jedoch einen M2 für sich selbst kaufen, sollten Sie sehr vorsichtig sein, da SATA-SSDs immer noch in diesem Formfaktor hergestellt werden.
Aufmerksamkeit ist jedoch auch erforderlich, wenn beurteilt wird, ob es machbar ist, einen der genannten Formfaktoren für sich selbst zu erwerben. Zunächst sollten Sie prüfen, ob Ihr Laptop- oder PC-Motherboard über die richtigen Steckplätze verfügt. Und selbst wenn dies der Fall ist, verfügt Ihr Computer über einen ausreichend leistungsstarken Prozessor, da ein schwacher Prozessor Sie dennoch daran hindert, die Vorteile einer SSD zu nutzen. Wenn Sie all dies haben und außerdem häufig mit großen Datenmengen arbeiten, benötigen Sie natürlich eine NVMe-SSD.
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