計算機 - NVMe 記憶體

什麼是非易失性記憶體高速介面 (NVMe)？

NVMe（非易失性記憶體高速介面）是一種協議，它使用 PCI Express (PCIe) 介面將固態硬碟 (SSD) 儲存連線到伺服器或 CPU。它是連線到計算機主機板的非易失性記憶體高速介面 (NVMe) 的最快且最流行的協議。NVMe 由一群 IT 專業人員於 2011 年開發；該裝置是 SATA 和序列連線 SCSI (SAS) 協議的替代方案，它提供更高的吞吐量，從而實現更快、更可靠的效能。除了儲存和技術進步外，NVMe 還幫助加速了物聯網 (IoT)、人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 等關鍵技術的開發。

NVMe 協議專用於資料傳輸，每次輸入/輸出操作每秒的系統開銷很低。它用於帶有快閃記憶體的 SSD。NVMe 解決了 SATA 介面和通訊協議中的瓶頸。NVMe 技術使用 PCIe 匯流排而不是 SATA 匯流排來釋放儲存裝置的巨大頻寬潛力。NVMe 技術透過提高不同平臺的經濟性、效能和相容性，為儲存裝置解鎖了不同的可能性。

最近資料儲存技術的進步促使組織和個人從傳統的硬碟驅動器 (HDD) 轉向快速資料傳輸和低延遲的固態硬碟 (SSD)。SSD 和 NVMe 是兩種不同型別的驅動器，可以互補使用。SSD 是基於半導體的儲存，包括快閃記憶體儲存，而 NVMe 是一種資料傳輸協議，它在帶有快閃記憶體的 SSD 中使用每秒輸入/輸出操作的系統開銷更低的特性。預計 NVMe 技術將在未來成為新的行業標準。

為什麼 NVMe 如此重要？

NVMe 具有外圍元件互連高速介面 (PCIe) 匯流排，其傳輸速度最高可達每秒 20 吉位元 (Gbps)。NVMe 裝置不需要供電即可保留其記憶體。與其他技術不同，NVMe 儲存可以直接使用 PCIe 插槽連線到計算機的 CPU，並使驅動器的快閃記憶體能夠透過 PCIe 執行。

NVMe 技術具有快速的資料傳輸速度，並允許並行處理和輪詢；NVMe SSD 可以最佳化響應時間和寫入速度，並減少延遲以避免 CPU 瓶頸。此外，NVMe 技術比流行的小型計算機系統介面 (SCSI) 更省電。

NVMe 的特性

NVMe 的一些關鍵特性如下：

• 高吞吐量和低延遲 - NVMe 利用高速 PCIe 匯流排實現低延遲，從而實現更快的數 據傳輸速率。
• 效能增強 - 其低延遲和高速資料傳輸特性顯著提高了儲存系統的效能。
• 可擴充套件性 - NVMe 的結構設計使其具有可擴充套件性，可以透過與未來的儲存進步相容來提高效能。
• 成本效益 - 其更高的效能和耐用性通常由於提高的生產力和減少的停機時間而帶來長期的成本優勢。
• 面向未來 - NVMe 具有高度的可擴充套件性，並與所有新興的永續性記憶體技術相容。

NVMe 如何工作？

NVMe 是一種儲存傳輸技術，允許您快速訪問來自快閃記憶體儲存裝置（如 SSD）的資料。它允許快閃記憶體使用高速外圍元件互連高速介面 (PCIe) 匯流排直接與計算機通訊，從而實現快速、高吞吐量和並行資料傳輸。NVMe 透過高速外圍元件互連高速介面 (PCIe) 匯流排在儲存介面和系統 CPU 之間進行通訊。NVMe 協議的開發是為了與快速介質一起使用。

NVMe 的工作始於主機；它們寫入 I/O 命令。NVMe 控制器檢索並執行 I/O 命令佇列，然後返回 I/O 完成佇列，然後向主機發出中斷。主機記錄 I/O 完成佇列並清除門暫存器。與序列連線 SCSI (SAS) 和序列 ATA (SATA) 等標準傳輸協議相比，它減少了開銷，NVMe 針對非一致性記憶體訪問 (NUMA) 進行了最佳化，這意味著它可以跨多個 CPU 核心處理佇列。

NVMe 的優勢

NVMe 的一些關鍵優勢如下：

• NVMe 技術提供了儲存、速度和相容性特性。
• 它使用 PCIe 插槽，從而實現更快的數 據傳輸。
• NVMe 直接與系統通訊。
• NVMe 驅動器適用於所有主要作業系統，而不管其形狀因素如何。
• 它最適合利用 SSD 並使用 PCIe 在儲存介面和系統的 CPU 之間進行通訊。
• 其效能顯著提高。
• NVMe 專為 SSD 設計，最終將成為下一個行業標準。