На сьогоднішній день накопичувачі NVMe займають важливе місце в сховищі комп’ютера, і це не дарма. Твердотільний накопичувач (SSD) NVMe не тільки залишає більшість старих твердотільних накопичувачів у пилу, він також дуже швидкий у порівнянні зі стандартними 3,5- та 2,5-дюймовими накопичувачами.
NVMe проти SATA III
Візьмемо, наприклад, 1 ТБ Samsung 860 Pro, 2,5-дюймовий SSD з максимальною швидкістю послідовного зчитування 560 мегабайт на секунду (МБ/с). Його наступник, в 960 Pro на базі NVMe, більш ніж у шість разів швидше, ніж це, з максимальною швидкістю 3500 МБ/с.
Це пояснюється тим, що накопичувачі до NVMe підключаються до ПК через SATA III, третю версію інтерфейсу шини Serial ATA. NVMe, тим часом, є інтерфейсом хост-контролера для нових, більш просунутих SSD.
SATA III і NVMe – це терміни, які найчастіше використовуються для відмінності між дисками старої школи та новими, яких хоче кожен. Однак NVMe не є таким же типом технології, як SATA III.
Ми розглянемо, чому ми використовуємо терміни «SATA III» і «NVMe», щоб порівняти технології пізніше.
Що таке SATA III?
У 2000 році SATA був представлений на заміну стандарту Parallel ATA, який йому передував. SATA запропонував більш швидкісні з’єднання, що означало значно покращену продуктивність у порівнянні зі своїм попередником. SATA III з’явився через вісім років із максимальною швидкістю передачі 600 МБ/с.
Компоненти SATA III використовують певний тип роз’єму для підключення до ноутбука та певний тип кабелю для підключення до материнської плати настільного ПК.
Після того, як накопичувач підключено до комп’ютерної системи через SATA III, робота виконана лише наполовину. Щоб накопичувач дійсно спілкувався з системою, йому потрібен інтерфейс хост-контролера. Ця робота належить до AHCI, який є найпоширенішим способом спілкування дисків SATA III з комп’ютерною системою.
Протягом багатьох років SATA III і AHCI працювали чудово, в тому числі на перших порах SSD. Однак AHCI був оптимізований для обертових носіїв із високою затримкою, а не для енергонезалежних накопичувачів із низькою затримкою, таких як SSD, пояснив представник виробника накопичувачів Kingston.
Твердотільні накопичувачі стали настільки швидкими, що врешті-решт наситили з’єднання SATA III. SATA III і AHCI просто не могли забезпечити достатню пропускну здатність для все більш потужних SSDS.
Із розширенням швидкості та можливостей дисків почалися пошуки кращої альтернативи. І, на щастя, він уже використовувався на ПК.
Що таке PCIe?
PCIe – це ще один апаратний інтерфейс. Він найбільш відомий як спосіб встановлення відеокарти в настільний ПК, але він також використовується для звукових карт, карт розширення Thunderbolt і накопичувачів M.2 (докладніше про них пізніше).
Якщо ви подивитеся на материнську плату (див. вище), ви можете легко побачити, де знаходяться слоти PCIe. В основному вони бувають у варіантах x16, x8, x4 та x1. Ці числа показують, скільки смуг передачі даних має слот. Чим більша кількість смуг, тим більше даних ви можете перемістити в будь-який момент часу, тому відеокарти використовують слоти x16.
На зображенні вище також є слот M.2, прямо під верхнім слотом x16. Слоти M.2 можуть використовувати до чотирьох смуг, отже, вони х4.
Ключові роз’єми PCIe на будь-якому комп’ютері мають лінії, під’єднані до ЦП для найкращої продуктивності. Решта слотів PCIe підключаються до чіпсета. Це також підтримує досить швидке підключення до ЦП, але не таке швидке, як пряме підключення.
На даний момент використовуються два покоління PCIe: 3.0 (найпоширеніший) і 4.0. Станом на середину 2019 року PCIe 4.0 був абсолютно новим і підтримувався лише на процесорах AMD Ryzen 3000 і материнських платах X570. Версія 4, як і слід було очікувати, швидша.
Однак більшість компонентів ще не насичують максимальну пропускну здатність PCIe 3.0. Таким чином, хоча PCIe 4.0 вражає, він ще не є необхідністю для сучасних комп’ютерів.
NVMe через PCIe
PCIe, таким чином, схожий на SATA III; обидва вони використовуються для підключення окремих компонентів до комп’ютерної системи. Подібно до того, як SATA III потребує AHCI, перш ніж жорсткий диск або SSD зможе зв’язатися з комп’ютерною системою, накопичувачі на основі PCIe покладаються на контролер хоста, який називається експресом енергонезалежної пам’яті (NVMe).
Але чому б нам не поговорити про диски SATA III проти PCIe або AHCI проти NVMe?
Причина досить проста. Ми завжди називали накопичувачі на основі SATA, як-от SATA, SATA II і SATA III — це не дивно.
Коли виробники накопичувачів почали виготовляти накопичувачі PCIe, був короткий період, протягом якого ми говорили про PCIe SSD.
Однак у галузі не було жодних стандартів для згуртування, як це було з накопичувачами SATA. Натомість, як Western Digital пояснила, компанії використовували AHCI і створювали власні драйвери та мікропрограми для роботи цих дисків.
Це був безлад, і AHCI все ще був недостатньо хорошим. Як пояснив нам Кінгстон, людям також було важче використовувати диски, які були швидшими, ніж SATA, тому що замість того, щоб підключи і працюй, вони також повинні були встановлювати спеціальні драйвери.
Згодом індустрія згуртувалася навколо стандарту, який став NVMe і замінив AHCI. Новий стандарт був набагато кращим, що було сенс почати говорити про NVMe. А решта, як кажуть, історія.
NVMe створено з урахуванням сучасних твердотільних накопичувачів на базі PCIe. Диски NVMe можуть приймати набагато більше команд одночасно, ніж механічні жорсткі диски SATA III або SSD. Це в поєднанні з меншою затримкою робить диски NVMe швидшими та чуйнішими.
Як виглядають диски NVMe?
Якщо ви сьогодні збираєтеся придбати накопичувач на базі NVMe, то вам потрібен гамстик M.2. M.2 описує форм-фактор диска — або, для наших цілей, як він виглядає. Диски M.2 зазвичай мають до 1 ТБ пам’яті, але вони досить малі, щоб тримати їх між великим і вказівним пальцями.
Диски M.2 підключаються до спеціальних слотів M.2 PCIe, які підтримують до чотирьох смуг передачі даних. Ці диски зазвичай базуються на NVMe, але ви також можете знайти диски M.2, які використовують SATA III — просто уважно прочитайте упаковку.
M.2 на основі SATA III сьогодні не так вже й поширені, але вони існують. Деякі популярні приклади WD Blue 3D NAND і Samsung 860 Evo.
Чи варто скинути диски SATA III?
Хоча NVMe фантастичний, поки немає причин відмовлятися від дисків SATA III. Незважаючи на обмеження SATA III, він все ще є хорошим вибором для вторинного сховища.
Наприклад, будь-кому, хто створює новий ПК, було б добре використовувати диск M.2 NVMe для свого завантажувального диска та основного сховища. Потім він міг би додати дешевший жорсткий диск або 2,5-дюймовий SSD з більшою ємністю як додаткове сховище.
Було б гарною ідеєю, щоб усі ваші сховища працювали через PCIe. Однак зараз кількість дисків NVMe обмежена приблизно 2 ТБ. Вищі потужності також є непомірно дорогими. Бюджетний диск M.2 NVMe ємністю 1 ТБ зазвичай коштує близько 100 доларів США (приблизно стільки ж коштують високопродуктивні жорсткі диски SATA III ємністю 2 ТБ).
Ціна, звичайно, може змінитися, оскільки ми отримаємо диски M.2 ще більшої ємності. Kingston сказав, що ми можемо очікувати на початку 2021 року диски M.2 ємністю 4 і 8 ТБ.
Поки що поєднання M.2 із вторинними SSD та жорсткими дисками є найкращим варіантом.
Та ж ідея стосується ноутбуків. Якщо ви купуєте нову установку, знайдіть її з флеш-пам’яттю NVMe і запасним 2,5-дюймовим відсіком для жорсткого диска SATA III або SSD.
Однак не всі диски NVMe однакові. Безперечно, варто прочитати відгуки про ваш цільовий диск, перш ніж придбати його.
Якщо у вас новий настільний ПК або ноутбук, швидше за все, він має слоти M.2, які підтримують NVMe. Оновлення ПК того варте!