Konwencjonalne dyski SSD i NVMe - przegląd i porównanie

Konwencjonalne dyski SSD i NVMe - przegląd i porównanie

Czytaj 6 minuta

W tym artykule opiszemy różnicę między konwencjonalnymi dyskami SSD z protokołem SATA 3 a dyskami NVMe podłączonymi przez PCI-E. Wyjaśnimy, która opcja jest lepsza i przedstawimy szczegółowy opis działania technologii SSD z tymi standardami. Najpierw przyjrzyjmy się początkom półprzewodnikowych dysków SSD i dlaczego stały się one ostatnio tak popularne.

Ewolucja dysków półprzewodnikowych

Tradycyjny dysk twardy ma ruchome części. Działa jak stary gramofon. Ma obracający się dysk (talerz) i ruchomą głowicę, która odczytuje i zapisuje dane podczas obracania się dysku.

Ogólnie rzecz biorąc, im szybciej obraca się talerz dysku (7200 obr./min, 10 000 obr./min itd.), tym szybciej odczytywane są zapisane na nim dane. Niestety, dysk twardy ma ograniczoną prędkość odczytu. Oczekiwanie na fizyczny ruch głowicy również powoduje opóźnienia.

SSD oznacza "dysk półprzewodnikowy". Ten typ dysku nie ma ruchomych części. Zamiast tego dyski SSD wykorzystują chipy półprzewodnikowe do przechowywania i próbkowania informacji. W szczególności dyski SSD składają się z ogromnej tablicy komórek półprzewodnikowych, które mogą zawierać lub nie zawierać ładunku, który komputer przyjmuje jako binarną "1" lub "0" i konwertuje je na pliki danych widoczne na komputerze.

Najciekawszą właściwością komórek w dyskach SSD jest to, że zachowują one obecność lub brak ładunku nawet po awarii zasilania. Dlatego dane są zachowywane, a nie tracone. Serwer może odczytywać dane z dysku SSD znacznie szybciej, ponieważ ta technologia pamięci flash jest po prostu znacznie szybsza niż w przypadku starych mechanicznych dysków twardych z ruchomymi częściami.

Ostatnio pojawiły się różne typy dysków półprzewodnikowych, a mianowicie SATA 3 i NVMe. Dyski te wykorzystują macierze półprzewodnikowe opisane powyżej, ale mają różne możliwości z różnych powodów.

SATA 3 a NVMe - jaka jest różnica?

Technologia wykorzystywana do odczytu i zapisu danych na dysku SSD jest tak szybka, że czynnikiem ograniczającym jest tutaj metoda, za pomocą której dysk półprzewodnikowy komunikuje się z systemem.

Serwer może korzystać z dwóch różnych metod odczytu SSD: SATA 3 i NVMe. Połączenie SATA 3 odbywa się poprzez podłączenie płyty głównej i samego dysku półprzewodnikowego za pomocą kabla danych i kabla zasilającego.

Połączenie NVMe odbywa się bezpośrednio przez złącze PCI-E na płycie głównej, otrzymując zasilanie bezpośrednio z płyty głównej. Co ważniejsze, dysk NVMe odbiera również dane z płyty głównej szybciej niż połączenie SATA 3. NVMe może przesyłać więcej danych jednocześnie, ponieważ ma dostęp do większej liczby linii PCI-E.

Linie PCI-E to linie danych płyty głównej. Jest ich ograniczona liczba, a różne porty i złącza na płycie głównej mają przypisane określone linie danych. Na typowych nowoczesnych płytach głównych można zobaczyć złącza o różnych rozmiarach, które odpowiadają liczbie dostępnych linii PCI-E (x1, x2, x4, x16 itd.).

W rezultacie, ze względu na dużą liczbę linii PCI-E i bezpośredni odczyt/zapis przez PCI-E, dyski NVMe są zwykle znacznie szybsze niż dyski SSD SATA.

Jednak rzeczywisty wpływ wzrostu wydajności dotyczy tylko sekwencyjnego odczytu i zapisu. Mówiąc prościej, podczas przenoszenia dużych plików pełny potencjał NVMe w zakresie odczytu/zapisu jest osiągany tylko w przypadku dużych plików, a różnica prędkości między tymi typami dysków SSD jest mniej zauważalna w codziennych operacjach.

Tak więc w przypadku normalnej pracy, NVMe nie zapewni dużej różnicy. W przypadku edycji zdjęć i wideo, dyski NVMe zapewnią znacznie szybsze wyniki. Poniżej przedstawiono typowe prędkości odczytu/zapisu dla dysków twardych, dysków SSD SATA 3 i dysków SSD NVMe podczas pracy z dużymi plikami.

  • Dysk twardy 7200 RPM - średnia prędkość odczytu/zapisu wynosi 80-160 MB/s.
  • SATA 3 SSD - prędkość odczytu/zapisu do 550 MB/s.
  • NVMe SSD - prędkość odczytu/zapisu do 3500 MB/s.

Podsumowując - co powinienem wybrać: SATA 3 czy NVMe?

Jeśli planujesz zastąpić tradycyjny dysk twardy dyskiem SSD, zarówno SATA 3, jak i NVMe zapewnią zauważalny wzrost prędkości. NVMe jest zwykle droższe niż SATA 3, co stanowi pewien problem, biorąc pod uwagę, że dyski SSD SATA 3 nie są tanie.

Dyski NVMe są naprawdę przydatne, gdy trzeba przenosić duże pliki. Jeśli nie zajmujesz się regularną edycją zdjęć lub filmów lub musisz przechowywać dużą liczbę małych plików, lepiej będzie wybrać standardowy dysk SSD SATA 3. Uzyskasz znacznie więcej pamięci za te same pieniądze.

Ponadto zarówno NVMe, jak i SATA 3 oferują zbliżone prędkości rozruchu podczas normalnej pracy. Oba są tak szybkie, że wąskim gardłem staje się inny sprzęt, taki jak pamięć RAM lub procesor.

Podsumowanie różnic między SATA 3 i NVMe:

  • NVMe to protokół umożliwiający odczyt i zapis danych przez PCI-E
  • SATA 3 to starszy protokół, który zazwyczaj nie jest tak szybki jak NVMe.