Логический интерфейс и форм-фактор. Два понятия столько тесно переплетенных, что путаница возникает с пугающей регулярностью. Подброшу дров в костер инквизиции и расскажу о «условно-новом» форм-факторе U.2 - почти все, что вы хотели знать, но боялись спросить.
Во-первых, U.2 - это физический форм-фактор, и непосредственно на скорость передачи данных он не влияет. Во-вторых, внимательный и опытный айтишник наверняка отметит сходство с SAS дисками - те же 2.5 дюйма, та же толщина - 15 мм. Да и разъем подозрительно похожий, пусть и с другими цифрами - SFF-8639 вместо SFF-8482.
Каждый разъем U.2 может использовать четыре линии PCI-E 3.0, то есть максимальная скорость передачи может достигать 4 ГБ/с.
Внимание, вопрос. А зачем придумывать что-то новое, когда все это уже существует и называется SAS? Тут в силу вступают иные буквы - NVMe (Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) - логический интерфейс, намного более быстрый чем SATA и специально разработанный для доступа к твердотельным накопителям.
Сила линий PCI-E не давала покоя производителям накопителей, однако количество PCI-E слотов на материнских платах (серверных и десктопных) конечно, и занимать все слоты, что есть в 1U корпусе только накопителями просто преступно. Форм-фактор U.2 не занимает слоты расширения, а устанавливается на место обычных накопителей.
Все накопители U.2 поддерживают горячую замену, что также крайне сложно осуществить с PCI-E диском.
Возможности построения СХД просто заоблачной скорости восхищают - представьте себе - компания SuperMicro изготовила шасси 2U для 48 NVMe дисков форм-фактора U.2.
А зачем же все это обычным людям? И какая разница - M.2 или U.2?
Напомню, что SATA (самый обычный и привычный) имеет максимальную пропускную способность - 600 МБ/с. С учетом всяких погрешностей и передачи служебных данных - остается около 550-560 МБ/с, а это и есть предел по скорости для современных потребительских накопителей. Поскольку SATA не использует линии PCI-E скорость работы существенно ниже, чем у NVMe.
Зажиточные энтузиасты скажут, а линии-то нерезиновые, у нас Титаны все скушали! И будут правы, но отчасти. Линии для графических карт и линии для устройств хранения разделены и поэтому даже самая многоядерная графическая конфигурация не пострадает от подключения U.2 SSD диска.
Многие производители материнских плат даже в комплект к топовым продуктам стали складывать переходники с M.2 на U.2 - чтобы можно было подключить супербыстрые новые диски даже, если на плате нет разъема.
Кстати, помните SATA-Express? C ним скорее всего придется расстаться. Вдвое меньшая пропускная способность, полное отсутствие накопителей с таким интерфейсом на рынке. Выбор производителей сделан в пользу M.2 и U.2, именно за таким форм-факторами будущее твердотельных накопителей.
Спасибо за внимание и оставайтесь с Kingston
на Гиктаймс!
Отправляем лучи добра и всяческий респект читателям и вновь подкрепляем его раздачей зверски крутого железа Kingston! В конце октября мы вручим подписчикам нашего блога 3 крутых комплекта оперативной памяти.
Привет, Гиктаймс! Логический интерфейс и форм-фактор. Два понятия столько тесно переплетенных, что путаница возникает с пугающей регулярностью. Подброшу дров в костер инквизиции и расскажу о «условно-новом» форм-факторе U.2 - почти все, что вы хотели знать, но боялись спросить.
Во-первых, U.2 - это физический форм-фактор, и непосредственно на скорость передачи данных он не влияет. Во-вторых, внимательный и опытный айтишник наверняка отметит сходство с SAS дисками - те же 2.5 дюйма, та же толщина - 15 мм. Да и разъем подозрительно похожий, пусть и с другими цифрами - SFF-8639 вместо SFF-8482.
Каждый разъем U.2 может использовать четыре линии PCI-E 3.0, то есть максимальная скорость передачи может достигать 4 ГБ/с.
Внимание, вопрос. А зачем придумывать что-то новое, когда все это уже существует и называется SAS? Тут в силу вступают иные буквы - NVMe (Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification) - логический интерфейс, намного более быстрый чем SATA и специально разработанный для доступа к твердотельным накопителям.
Сила линий PCI-E не давала покоя производителям накопителей, однако количество PCI-E слотов на материнских платах (серверных и десктопных) конечно, и занимать все слоты, что есть в 1U корпусе только накопителями просто преступно. Форм-фактор U.2 не занимает слоты расширения, а устанавливается на место обычных накопителей.
Все накопители U.2 поддерживают горячую замену, что также крайне сложно осуществить с PCI-E диском.
Возможности построения СХД просто заоблачной скорости восхищают - представьте себе - компания SuperMicro изготовила шасси 2U для 48 NVMe дисков форм-фактора U.2.
А зачем же все это обычным людям? И какая разница - M.2 или U.2?
Напомню, что SATA (самый обычный и привычный) имеет максимальную пропускную способность - 600 МБ/с. С учетом всяких погрешностей и передачи служебных данных - остается около 550-560 МБ/с, а это и есть предел по скорости для современных потребительских накопителей. Поскольку SATA не использует линии PCI-E скорость работы существенно ниже, чем у NVMe.
Зажиточные энтузиасты скажут, а линии-то нерезиновые, у нас Титаны все скушали! И будут правы, но отчасти. Линии для графических карт и линии для устройств хранения разделены и поэтому даже самая многоядерная графическая конфигурация не пострадает от подключения U.2 SSD диска.
Многие производители материнских плат даже в комплект к топовым продуктам стали складывать переходники с M.2 на U.2 - чтобы можно было подключить супербыстрые новые диски даже, если на плате нет разъема.
Кстати, помните SATA-Express? C ним скорее всего придется расстаться. Вдвое меньшая пропускная способность, полное отсутствие накопителей с таким интерфейсом на рынке. Выбор производителей сделан в пользу M.2 и U.2, именно за таким форм-факторами будущее твердотельных накопителей.
Спасибо за внимание и оставайтесь с Kingston на Гиктаймс!
Уже на протяжении почти 15 лет мы подключаем накопители к ПК через SATA - небольшой универсальный 7-контактный разъем, который есть и в ноутбуках, и в десктопных компьютерах. Первая ревизия, SATA 1, появилась в 2003 году и обеспечивала скорости до 150 МБ/с - этого более чем хватало для подключения жестких дисков (да и сейчас хватает), про SSD тогда никто еще не слышал.
В середине нулевых стали появляться первые пользовательские SSD. Они были дорогими и малоемкими (16-64 ГБ), но уже имели скорости выше 150 МБ/с, так что появилась вторая ревизия SATA, которая могла работать со скоростями до 300 МБ/с. Однако и этого вскоре стало мало, и в 2008 году появилась третья ревизия SATA со скоростями уже до 600 МБ/с. При этом мы живем в то время, когда производительность даже самых дешевых SSD упирается уже не в скорость чипов, а в пропускную способность интерфейса: почти все современные SSD имеют скорости чтения больше 500 МБ/с, то есть проблема уже в самом интерфейсе. И в последнее время все большее число SSD стали выходить с поддержкой протокола NVMe, который пока еще не сдерживает скорости даже лучших SSD - а они составляют до 3 ГБ/с!
История появления NVMe
Идея подключения SSD через шину PCI Express появилась и до NVMe, но проблема была в том, что это были закрытые протоколы - а они зачастую имели недоработки, приводившие к потере скорости. К тому же цена таких решений была баснословной, и многие не понимали, зачем за них переплачивать, если и обычных жестких дисков хватало с лихвой. Но в крупных корпорациях понимали, что за SSD - будущее, и вот, в 2007 году, при поддержке Intel был представлен новый интерфейс - NVMCHI (Non-Volatile Memory Host Controller Interface). Его доработкой занимались целых 4 года, и первая версия NVMe вышла только в 2011 году, однако серьезного распространения не получила: во-первых, тогда SSD все еще были уделом или MacBook, или 2.5 ультрабуков, или топовых игровых компьютеров. Большинство пользователей сидели на Windows 7 с жесткими дисками и радовались жизни - то есть SSD были в принципе не нужны, и главное - крайне дороги. Во-вторых, даже то небольшое число пользовательских моделей SSD имело скорости ощутимо меньше 600 МБ/с, то есть NVMe с его несколькими гигабайтами в секунду был не нужен. И в-третьих - у интерфейса было множество детских болезней: так, нельзя было обновить прошивку такого SSD с него самого, не было расширенного управления питанием, были проблемы при подключении сразу нескольких таких SSD. Разумеется, все это было исправлено в новых ревизиях, и NVMe 1.2 от 2014 года был уже вполне работоспособен. Плюс к тому времени уже были SSD, которым 600 МБ/с было маловато, так что новый интерфейс стал достаточно активно развиваться.
Технические характеристики и отличие от AHCI
SATA был лишь физическим интерфейсом, за логическую часть отвечал AHCI (Advanced Host Controller Interface), который как появился вместе с SATA 1 в 2003 году, так и не менялся. Разрабатывался он для жестких дисков, и поэтому с SSD работал не очень хорошо - на одном канале (а на одно SATA-устройство и был один канал) могла исполняться лишь одна команда. В случае с жесткими дисками проблем не было - головка диска в один момент времени физически могла получить доступ к одной ячейке. Но вот с SSD это не так, и поэтому такая работа вызывала существенные простои.
NVMe же изначально разрабатывался для именно для твердотельных накопителей, и тут делался упор на наименьшие задержки и на параллельный доступ. Общая сравнительная таблица выглядит так:
| Параметр | ||
| Максимальная глубина очереди запросов | Одна очередь, до 32 команд в очереди | 65 536 очередей до 65 536 команд в каждой очереди |
| Некэшируемые доступы к регистрам (2 000 циклов каждый) | Шесть на команды вне очереди; девять на команды очереди | Два на команду |
| MSI-X и управление прерываниями | Одно прерывание, управление отсутствует | 2 048 прерываний, передаваемых сообщениями или MSI-X (Message Signaled Interrupt Extended) |
| Многопоточность и параллелизм | Требуется фиксация синхронизации для выдачи команды | Не требуется |
| Эффективность для команд 4 Кбайт | Параметры команды требуют два серийных запроса DRAM | Все параметры получаются в одном 64-байтном запросе |
Форм-факторы NVMe SSD
Традиционно эти SSD подключаются как платы расширения PCI Express - то есть используются те же слоты, что и для видеокарт. Однако такой тип подключения все больше сходит на нет: во-первых, все больше пользователей переходит на ноутбуки, где полноценного PCIe быть не может. Во-вторых, на рынке все больше компактных материнских плат, где слотов PCIe или 1, или 2, но из-за «толстых» видеокарт второй зачастую бывает перекрыт, а первый почти всегда занят видеокартой:
Второй форм-фактор это U.2. Обычному пользователю он мало интересен, так как используется на серверах, имеет возможность «горячей» замены и меньшие (в сравнении с платами расширения PCIe) размеры:
Ну и самый компактный и наиболее развивающийся форм-фактор это M.2 - его активно используют в ноутбуках, а начиная с 100ой линейки чипсетов от Intel он стал появляться уже и на материнских платах. Однако нужно быть осторожным: в этом форм-факторе есть и SATA SSD, и как их отличить - можно почитать в этой :
Целесообразность покупки NVMe SSD.
На данный момент цены на NVMe SSD достаточно сильно упали, и уже близки к ценам на обычные SSD. Поэтому, разумеется, возникает вопрос - а есть ли смысл их брать? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, нужно посмотреть на установленное в вашем устройстве «железо»:
