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Le NVMe est similaire au SATA, mais il présente quelques avantages par rapport à ce dernier. Examinons-les : il est important de noter que cet article contient de nombreux détails techniques ; si vous souhaitez simplement savoir quel disque choisir, nous avons rédigé un autre article intitulé Disques SSD conventionnels et disques NVMe.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) est un protocole d'interface conçu spécifiquement pour les disques durs à état solide (SSD). Les disques SSD ne comportent aucune pièce mobile et sont à bien des égards plus robustes que les disques durs. À l'heure actuelle, les disques SSD constituent déjà la principale source de stockage pour les smartphones et les tablettes. En outre, les disques SSD sont plus chers que les disques durs et sont souvent utilisés comme cache en conjonction avec les disques durs pour améliorer les performances des ordinateurs.
Les disques SSD remplaçant de plus en plus les disques durs (HDD), plus lents, dans les ordinateurs, une nouvelle interface était nécessaire pour tirer parti des vitesses élevées des disques SSD. Historiquement, les installations de disques SSD accédaient aux disques SSD via des interfaces telles que Serial Attached SCSI (SAS) et Serial ATA (SATA), qui étaient utilisées avec des disques durs plus lents. Cependant, les disques SSD ont l'avantage de fournir un accès plus rapide via PCI Express (PCIe).
Le NVME a été conçu dès le départ comme une méthode permettant un accès efficace aux dispositifs de stockage dotés d'une mémoire non volatile (flash), à savoir les disques durs à état solide (SSD). NVMe fournit une interface plus rapide pour exploiter les vitesses dont les SSD sont capables. En fait, NVMe est une interface de contrôleur hôte optimisée et évolutive conçue pour les systèmes d'entreprise, les centres de données et les systèmes clients utilisant des disques SSD PCI Express (PCIe).
La spécification de la norme NVMe est disponible sur le site nvmexpress.org.
Il existe plusieurs interfaces alternatives pour les disques SSD (qui peuvent être utilisés pour remplacer les disques durs dans les PC), telles que Serial ATA (SATA), mSATA et PCIe. Pour PCIe, l'interface interne peut être utilisée si le SSD se trouve sur une carte qui peut être branchée sur un connecteur PCIe de la carte mère. Les serveurs d'aujourd'hui peuvent accéder aux disques SSD par SCSI série (SAS), SATA, PCIe ou fibre optique.
Les disques SSD basés sur la technologie NVMe utilisent la technologie PCIe pour réduire la latence. Les facteurs de forme qui utilisent le protocole NVMe doivent se connecter à PCIe sur l'ordinateur. Les connexions NVMe peuvent être réalisées via une carte d'extension PCIe, un connecteur U.2 de 2,5 pouces ou un petit facteur de forme M.2. Aujourd'hui, les fabricants de disques SSD ont tendance à passer au PCIe, la plupart utilisant le connecteur M.2, connu sous le nom de "Next Generation Form Factor" (facteur de forme de la prochaine génération).
Comment fonctionne le NVMe ?
La file d'attente de soumission et d'achèvement est l'un des mécanismes qui exploitent la technologie SSD dans NVMe. Le logiciel hôte de la file d'attente gère le flux de données SSD, crée et supprime des files d'attente individuelles, annule des commandes, etc. Un ordinateur à quatre cœurs peut avoir quatre paires de files d'attente pour s'assurer que les structures de données sont stockées dans le cache du cœur approprié (voir la figure). En outre, NVMe prend en charge plusieurs files d'attente profondes indépendantes les unes des autres.
Figure. Pour NVMe, le système de file d'attente de soumission et d'achèvement est un mécanisme qui tire parti de la technologie SSD (Image : nvmexpress.org).
Les disques SSD NVMe sur le marché
La technologie NVMe a été créée à l'origine pour les systèmes d'entreprise et les centres de données. Aujourd'hui, la technologie NVMe fait progressivement son entrée sur le marché grand public.
La bande passante deSATA est limitée à 6,0 gigabits par seconde (Gbps), tandis que celle de SAS est limitée à 12 Gbps.
NVMe est un protocole d'interface qui utilise la technologie PCIe pour transférer des données entre un processeur et un disque SSD.
PCIe 3.0 a été lancé en 2010 et fournit ~1GB/s par ligne (bidirectionnel).
Avec 4 voies, PCIe 3.0 fournit 8 Gbps dans les deux sens simultanément (duplex) pour un total de 16 Gbps.
Le PCIe est également évolutif. Sur 16 voies, PCIe 3.0 donne un duplex de 16 Gbps.
La spécification PCIe 4.0 a été publiée fin 2017. Par rapport à PCIe 3.0, elle a doublé le débit, réduit la latence, amélioré l'évolutivité et la prise en charge de la virtualisation. La spécification PCI Express 5.0 est prévue pour 2019. La vitesse du bus PCI Express 5.0 devrait atteindre 32 GT/s (Gigatransactions/s).
