Сравнение: NVMe SSD и SATA SSD
В статье мы простыми словами рассказываем про SSD: NVMe, SATA — два основных их вида. Разбираем обе технологии, объясняем, в чем между ними отличие, и сравниваем показатели NVMe vs SATA.
Serial Advanced Technology Attachment, Serial ATA или SATA — это последовательный интерфейс или шина для передачи информации между устройством хранения и материнской платой. Проще говоря, физический, программный и логический стандарт, согласно которому происходит обмен битами между двумя комплектующими компьютера. «САТА» заменил собой предшественника — параллельный интерфейс ATA. Подробнее об этом мы расскажем позже, в соответствующем разделе.
Собственно, твердотельным накопителем SATA называют SSD, подключаемый и работающий через соответствующий интерфейс. Такое устройство читает/записывает данные в разы быстрее, чем любой жесткий диск — в силу особенностей конструкции. SATA SSD были одними из первых широко распространившихся на рынке видов твердотельных накопителей, выйдя в 2004 году.
Изображение от Freepik.
Advanced Host Controller Interface или AHCI — протокол передачи данных, разработанный специально для устройств хранения на базе SATA. Он определяет порядок взаимодействия между хранилищем и операционной системой. Изначально его создавали для поддержки жестких дисков, где есть подвижные части в виде магнитных пластин (блинов), поэтому он гораздо менее эффективен в случае твердотельных накопителей, не обладающих вращающимися элементами и использующими флэш-память.
Несмотря на ограничения и отсутствие оптимизации под SSD, AHCI считается надежной технологией и обеспечивает много полезных функций для устройств хранения. Например, позволяет заменять диски без остановки работы сервера/компьютера, а также использует Native Command Queuing, чтобы эффективно управлять очередностью команд на чтение и запись данных.
Non-Volatile Memory Express или даже Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification (NVMe, NVM Express, NVMHCI) — это логический интерфейс, спецификация доступа к твердотельным накопителям, которые подключены к материнской плате посредством высокоскоростной шины PCIe. Peripheral Component Interconnect Express (PCI Express, PCI-E) является соединением, через которое подключают не только SSD, но и другие функциональные элементы: видеокарты, сетевые карты, Wi-Fi-модули и др. Он позволяет присоединять устройства напрямую к плате, имеет прямые каналы с процессором и оперативной памятью, а кроме того позволяет передавать информацию в две стороны одновременно (на прием и на передачу).
Технология NVMe была разработана с учетом конструктивных особенностей твердотельных накопителей, поэтому стала первым стандартом для SSD PCI-E. Соответственно, когда кто-то говорит «NVMe SSD», то имеется в виду твердотельный накопитель, который работает через интерфейс PCIe и поддерживает спецификацию NVMe. Подробнее о самом «НВМе» мы поговорим чуть позже.
В технике форм-фактором называется физическая оболочка компонента, совокупность его технических характеристик, включая форму, размер и другие параметры. Проще говоря, это дизайн устройства — в общем значении этого слова. Твердотельные накопители выпускаются в разных форм-факторах, но самыми распространенными считаются следующие виды:
Внутрь твердотельных накопителей устанавливают энергонезависимую NAND флэш-память. Существует несколько типов NAND-памяти: TLC (Triple-Level Cell), MLC (Multi-Level Cell) и SLC (Single-Level Cell). Они различаются по скорости, надежности и долговечности. В NVMe SSD, как правило, применяют более быстрые и производительные чипы, чем в SATA SSD.
Также в каждом накопителе имеется контроллер, который управляет операциями чтения и записи данных, а также обеспечивает надежность хранения информации. Разница в оптимизации и производительности этих компонентов между SATA и NVMe тоже заметна в пользу последнего.
Интерфейс NVM Express привнес в работу твердотельных накопителей существенные изменения: глубина и количество очередей увеличились в тысячи раз, задержка при отправке запросов в оперативную память уменьшилась в два раза (с двух запросов до одного), набор обязательных команд обновился (вместо 70+ в SATA здесь используется всего 13).
Как мы уже сказали, интерфейс SATA в режиме AHCI изначально разрабатывался для жестких дисков, внутри которых вращаются магнитные блины и движется головка чтения/записи. Она может получить доступ только к одной ячейке на диске, и потому в технологии SATA предусмотрены один канал и невысокая скорость обмена данными. Serial ATA передает данные последовательно, бит за битом. Фактически, даже самая быстрая версия SATA 3.0, имеющая пропускную способность около 600 МБ/с, является бутылочным горлышком для твердотельного накопителя, чей теоретический потенциал производительности в десятки раз выше. Зато SATA-накопители почти не греются — в отличие от NVMe.
SSD со спецификацией NVM Express подключаются через скоростную шину PCI-E и передают информацию параллельно. Они могут одновременно обрабатывать множество операций чтения и записи, что делает их идеальными для задач с высокой нагрузкой. Скорость передачи данных в NVMe SSD не ограничена возможностями протокола — она зависит от количества линий PCIe, используемых для подключения, а также от версии самого PCIe. Одна линия — это четыре провода, работающие в дуплексном режиме (два на ввод и два на вывод).
Твердотельный NVMe-накопитель PCI-e 3x4 (третьей версии с четырьмя линиями) обеспечивает скорость почти в 4 ГБ/с в обе стороны. По сравнению с потолочными 600 МБ/с для SATA, это колоссальная разница в производительности. На сегодняшний день последним выпущенным стандартом PCI Express является 6.0 (256 ГБ/с для 16 линий), к 2025 году обещают принять уже версию 7.0 (512 ГБ/с для 16 линий).
Это все теоретические скорости, которые устройства показывают в «стерильных» тестовых условиях. На практике показатели будут ниже. Тем не менее преимущество SSD с NVMe перед SSD с SATA неоспоримо.
Мы выяснили, что NVMe-диски способны работать в несколько раз быстрее SATA SSD. Но в некоторых условиях и режимах разница между этими накопителями может быть почти незаметна — особенно для рядового пользователя. Например, полная загрузка операционной системы Windows 10 на SATA-накопителе занимает 34 секунды, а при использовании интерфейса NVMe — 32. Если специально не измерять, то можно и не ощутить различий в скорости. Ниже мы сравним еще несколько скоростных параметров NVMe vs SATA.
Длительность создания бэкапа в основном зависит от объема исходных данных: чем больше и сложнее сайт, тем дольше будет идти резервное копирование. Однако на скорость также напрямую влияет производительность устройства хранения, ведь бОльшая часть нагрузки здесь ложится на него. И NVMe SSD при прочих равных условиях создает копию в 30-35% быстрее, чем SATA SSD. Условно 18 секунд вместо 27.
На загрузку веб-сайта влияет не только и не столько тип SSD сервера, сколько скорость интернет-соединения, удаленность клиента и возможности браузера и клиентской системы. В большинстве случаев разница в скорости открытия веб-сайтов между SATA SSD и NVMe SSD может быть незначительной для обычных пользователей. Но в более ресурсоемких веб-приложениях или при работе с большим количеством одновременных клиентов, NVMe SSD на сервере будет производительнее в два раза или больше.
Основные параметры накопителей — линейные/случайные чтение и запись, а также количество операций ввода-вывода, совершенных устройством хранения за одну секунду (IOPS). Мы упоминали, что NVMe SSD поддерживают параллельный доступ, в отличие от SATA, работающих последовательно. В связи с этим первые способны обрабатывать гораздо больше запросов в единицу времени, чем вторые.
SATA SSD и NVMe SSD предоставляют быстрое и надежное хранение данных, но различия в их производительности и стоимости делают их более или менее подходящими для разных целей. Если вам нужен накопитель для повседневных задач, SATA SSD может стать хорошим выбором, особенно с учетом его низкой цены. Если вы занимаетесь чем-то более ресурсоемким вроде игр, редактирования видео или виртуализации, NVMe SSD будет сильно выигрышнее по скорости.
Независимо от вашего выбора, переход с жесткого диска на SSD принесет заметное улучшение производительности вашей системы и ускорит работу с данными.
Автор: ЕвробайтПоделиться
Серверы играют ключевую роль в работе онлайн-сервисов, сайтов и приложений: первые должны бесперебойно функционировать 24/7 круглый год, чтобы вторые были доступны пользователям.
Информация — один из важнейших ресурсов на сегодняшний день. Почти все данные, имеющие для нас значение, мы храним в цифровом виде, но ни одно устройство не может гарантировать, что его содержимое защищено на сто процентов от всех возможных угроз.
В мире интернета DNS-серверы (Domain Name System) являются незаметными, но ключевыми элементами, без которых было бы невозможно обеспечить работу глобальной сети в том виде, в каком мы ее знаем.
Надёжные VPS серверы с посуточной оплатой в России и Европе.
От 10 ₽ в день!
Арендовать виртуальный сервер
