作为传统存储介质的强大替代品,非易失性存储器 Express(NVMe)规范正受到越来越多的关注。高速 NVMe 存储速度快、反应灵敏,有时感觉更像 RAM 而不是传统硬盘。最近推出的Linode NVMeBlock Storage是仔细研究 NVMe 及其重要性的一个很好的理由。
串行AT附件(SATA)规范首次出现在2000年,是为较早一代的旋转硬盘媒体开发的。与当时的其他技术相比,SATA是一个受欢迎的改进,它被广泛接受为连接计算机和存储设备的标准。
与SATA一起使用的串行通信格式是可靠和稳定的,它的速度当然也足以适应旋转硬盘的速度。然而,当第一批基于闪存的固态硬盘(SSD)开始出现时,硬件设计师意识到,串行SATA接口将成为速度更快的SSD的瓶颈。第一代闪存驱动器继续使用SATA总线,因为它为大多数硬件所熟悉和支持,但随着技术的发展,高端存储供应商开始开发自己的专有解决方案,以便从SSD中获得更好的性能。
这些专有的解决方案中,有许多使用了大家熟悉的外围元件互连快递(PCIe)总线。支持并行处理的PCIe总线可以更有效地访问数据,并减少因与存储设备通信而导致的速度下降。正如通常的情况一样,这些专有解决方案的问题是没有统一性。每种解决方案都需要单独的设备驱动程序和安装程序,供应商发现自己在为每个新设备重新发明轮子,因为他们分别解决了问题并试图进行改进。
NVMe的出现是为了提供一个统一的解决方案,可以利用闪存介质的速度和并行性。以英特尔为首的90家公司共同组成了NVM Express工作组,该工作组在2011年发布了NVMe的第一版。NVMe规范与其他用于SSD的存储标准相比,提供了若干改进。一个重要的变化是,NVMe驱动器有一个内置于设备的微控制器,并通过PCIe总线与CPU直接通信。其结果是更多的平行I/O,延迟更低,吞吐量更大。
NVMe与传统存储的比较
几乎从任何角度来看,NVMe存储都比传统存储快得多。结果可能会有所不同,这取决于硬件和配置,但为了说明问题,传统存储驱动器可能有250MB/秒的吞吐量,而NVMe驱动器通常提供以千兆字节为单位的吞吐量。
每秒块I/O(IOPS)是另一个衡量速度的关键指标。同样,数字可能因设备而异,但可以说,NVMe可以提供比传统硬盘多十倍到一百倍的IOPS。速度提高的最大原因之一是通过NVMe实现的并行处理。SATA支持一个最大尺寸为32的串行命令队列。而NVMe则可以支持多达64K的命令队列,每个队列的大小为64K。NVMe的另一个好处是,更快的性能可以产生减少延迟的效果。一个NVMe驱动器的延迟通常不到旋转磁盘延迟的一半。
对于某些类型的应用来说,使用NVMe所带来的根本性的速度提升是一种游戏规则的改变。特别是,像数据库或电子商务网站这样的事务性服务可以通过更快的NVMe存储更有效地运行。NVMe可能实现的大规模并行性也是任何可能收到许多同步连接的服务的理想选择。NVMe存储提供了比传统存储更高的性能密度,或每千兆字节的IOPS。
当然,每一种选择都是有代价的,其中之一就是成本。NVMe存储每兆字节比对象存储更昂贵。一个实用的选择是将NVMe用于频繁访问的数据和工作负载,这些数据和工作负载受益于低延迟,然后将对象存储或传统块存储用于归档和其他需要不频繁访问的活动。我们的团队可以帮助你梳理访问NVMe力量的可能性,并为你的环境达成最佳的存储配置。
评论 (2)
Hello. Is NVMe a physical storage device different from SSDs, or is it a new hardware that works together with an SSD device improving its performance.
Or NVMe is the storage device itself.
I’ll appreciate, if you can clarify this confusion that I have.
Thank you very much for your help, your above explanation was really good. I’m still learning. Have a good day and remain waiting for your answer.
Hey Franco! NMVe drives are a type of SSD and are an improvement on the standard SATA-based drive which allow for faster Read/Write performance and lower latency. This IBM article goes into more detail about the technical specs and differences between types of hard drives: https://www.ibm.com/think/topics/ssd-vs-nvme