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BlogArmazenamentoO que é NVMe e porque é que isso importa?

O que é NVMe e porque é importante?

O que é NVMe e porque é que isso importa?

A especificação Non-Volatile Memory Express(NVMe) está a ganhar atenção como uma poderosa alternativa aos suportes de armazenamento convencionais. O armazenamento NVMe de alta velocidade é tão rápido e reativo que, por vezes, se assemelha mais à RAM do que a um disco rígido convencional. O recente lançamento do Linode NVMe Block Storage é um bom motivo para analisar mais de perto o NVMe e por que ele é importante.

A especificação Serial AT Attachment (SATA), que apareceu pela primeira vez em 2000, foi desenvolvida para uma geração anterior de suportes de disco rígido rotativos. SATA foi uma melhoria bem-vinda em relação a outras tecnologias disponíveis na altura, e tornou-se amplamente aceite como padrão para ligar um computador com um dispositivo de armazenamento.

O formato de comunicação em série utilizado com a SATA era fiável e estável, e era certamente suficientemente rápido para acomodar a velocidade de um disco rígido rotativo. Ainda assim, quando as primeiras unidades de estado sólido baseadas em flash (SSDs) começaram a aparecer, os designers de hardware aperceberam-se de que a interface SATA em série se iria tornar um estrangulamento para as SSDs mais rápidas. As unidades flash de primeira geração continuaram a utilizar o bus SATA porque este era familiar e suportado na maioria do hardware, mas à medida que a tecnologia evoluiu, os fornecedores de armazenamento de alta gama começaram a desenvolver as suas próprias soluções proprietárias para obter um melhor desempenho das SSDs.

Muitas destas soluções proprietárias utilizavam o conhecido barramento Peripheral Component Interconnect Express (PCIe). O barramento PCIe, que suporta o processamento paralelo, permite um acesso mais eficiente aos dados e reduz a lentidão devido à comunicação com o dispositivo de armazenamento. Como é frequentemente o caso, o problema com estas soluções proprietárias era que não havia uniformidade. Cada uma exigia um condutor de dispositivo e procedimentos de instalação separados, e os vendedores viram-se a reinventar a roda para cada novo dispositivo, uma vez que resolveram separadamente os problemas e tentaram melhorias.

A NVMe surgiu para fornecer uma solução uniforme que pudesse tirar partido da velocidade e do paralelismo dos meios de comunicação flash. Um grupo de 90 empresas, liderado pela Intel, reuniu-se para formar o grupo de trabalho NVM Express, que lançou a versão 1 da NVMe em 2011. A especificação NVMe proporciona várias melhorias em relação a outros padrões de armazenamento utilizados com SSDs. Uma mudança importante é que uma unidade NVMe tem um microcontrolador incorporado no dispositivo e comunica directamente com a CPU através do barramento PCIe. O resultado é mais E/S paralelas, com menor latência e maior rendimento.

NVMe Versus Armazenamento Convencional

Por quase todas as medidas, o armazenamento NVMe é muito mais rápido do que o armazenamento convencional. Os resultados podem variar, dependendo do hardware e da configuração, mas para fins ilustrativos, uma unidade de armazenamento convencional pode ter um débito de 250MB/seg, enquanto que as unidades NVMe normalmente fornecem débitos medidos nos gigabytes.

O bloco I/O por segundo (IOPS) é outra medida crítica da velocidade. Mais uma vez, os números podem variar dependendo do dispositivo, mas é justo dizer que o NVMe pode fornecer dez a 100 vezes mais IOPS do que um disco rígido convencional. Uma das maiores razões para as melhorias de velocidade é o processamento paralelo conseguido através do NVMe. A SATA suportava uma fila de comando em série com um tamanho máximo de 32. O NVMe, por outro lado, pode suportar filas de comando até 64K, cada uma com um tamanho de 64K. Outro benefício do NVMe é que um desempenho mais rápido pode ter o efeito de reduzir a latência. A latência de uma unidade NVMe é tipicamente inferior a metade da latência de um disco giratório.

A velocidade radical disponível utilizando NVMe é um alterador de jogo para certos tipos de aplicações. Em particular, um serviço transaccional como uma base de dados ou um site de comércio electrónico pode funcionar muito mais eficientemente com um armazenamento mais rápido de NVMe. O paralelismo massivo possível com NVMe é também ideal para qualquer serviço que possa receber muitas ligações simultâneas. O armazenamento NVMe oferece uma densidade de desempenho muito maior, ou IOPS por gigabyte, do que o armazenamento tradicional.

É claro que cada escolha vem com compensações; uma das quais é o custo. O armazenamento de NVMe é mais caro por megabyte do que o armazenamento de objectos. Uma opção prática é utilizar o NVMe para dados de acesso frequente e cargas de trabalho que beneficiam de baixa latência e depois utilizar o armazenamento de objectos ou o armazenamento convencional em bloco para arquivamento e outras actividades que requerem um acesso menos frequente. A nossa equipa pode ajudá-lo a classificar através das possibilidades de acesso à potência do NVMe e chegar à configuração de armazenamento ideal para o seu ambiente.

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