هارد NVMe چیست؟ چرا این دیسک بهترین حافظه در بازار فعلی است؟

NVMe، مخففNon-Volatile Memory Express ، یک استاندارد جدید برای ذخیره‌سازی داده است که طراحی شده تا استفاده بیشتری از امکانات حافظه های SSD را ممکن کند.

 NVMeبه جای طراحی برای حافظه های هارددیسک که از فناوری قدیمی و کند روبه‌رو هستند، برای حافظه‌های فلش طراحی شده و به سرعت دسترسی بسیار بیشتر نسبت به حافظه‌های SSD با استاندارد قبلی (SATA) دارد.

NVMe در واقع یک پروتکل می‌باشد که بر روی PCI Express (PCIe)، یک رابط عمومی کامپیوتر، جهت انتقال داده‌ها کار می‌کند. معمولا حافظه‌های SSD نیز از این رابط استفاده می‌کنند، اما استفاده از NVMe  باعث می‌شود که این حافظه‌ها بتوانند با سرعت بیشتری از سرعت معمول، داده‌ها را انتقال دهند.

از مزایای اصلی NVMe می‌توان به سرعت خواندن و نوشتن بالا، کاهش تاخیر، افزایش تعداد عملیات در هر ثانیه IOPS (Input/Output Operations Per Second) و امکان انجام چندین درخواست همزمان (مولتی‌تسکینگ) اشاره کرد.

این موارد باعث می‌شوند که حافظه‌های NVMe برای کاربردهایی که به سرعت بسیار بالا نیاز دارند یا داده‌های حجیمی را پردازش می‌کنند، انتخاب ایده آلی باشند.

در حال حاضر یک فناوری جدید و پیشرفته به نام NVMe (Non-Volatile Memory Express) در صنعت ذخیره‌سازی به وجود آمده است که توانسته است بهره وری و سرعت را به مرزهای نوینی برساند.

 NVMeبا رابط سریع PCIe روبه‌رو شده و با استفاده از مدارهای جدید، امکان سرعت های ناهمگام بالا را فراهم می کند.

اولین ویژگی برجسته این فناوری سرعت فوق العاده آن است. با استفاده از رابط PCIe بسیار پیشرفته، این هارد دیسک ها قادر به ارائه سرعت های قابل توجهی در قالب میلی ثانیه هستند.

این به معنای زمان کمتر لود شدن سیستم عامل، زمان کمتر برای بارگذاری برنامه ها و ضمنا زمان کمتر برای انتقال و ذخیره سازی داده ها می باشد.

ثانیا، این فناوری عملکردی بهینه به ارمغان می آورد. با استفاده از تکنولوژی NVMe هارد دیسک ها، می توانید عملکرد بسیار بهتری را در برابر بارکاری های سنگین و کاربردهایی مانند پردازش داده ها و بارگذاری بازی ها تجربه کنید.

این به معنای افزایش قابل توجه کارایی سیستم ویژه هنگام استفاده از برنامه هایی است که نیازمند پردازش داده های بزرگی هستند.

به علاوه، زندگی مفید بیشتری ارائه می دهد. این فن آوری جدید امکان بیشتری برای ثبات داده ها و افزایش طول عمر هارد دیسک را فراهم می کند.

استفاده از فتون های جدید با اندازه نانومتری و تکنولوژی 3D NAND در ساختار NVMe هارد دیسک ها، قابلیت راه اندازی مجدد داده های شما را به حداقل می رساند و امکان تحمل اطلاعات برای مدت طولانی بدون از دست دادن آن ها را فراهم می سازد.

همچنین، قابلیت گسترش پذیری بالا نیز یکی از ویژگی های دیگر NVMe است. با راه اندازی کارت های رابط NVMe به سیستم خود، می توانید به راحتی ظرفیت ذخیره سازی خود را گسترش دهید. شما از طبیعت قابل توجه NVMe به عنوان یک راه حل برتر و عملکرد بدون محدودیت آن بهره خواهید برد.

مزایای NVMe

اگر بخواهیم مزایای این هارد محبوب را بررسی کنیم، می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

۱. سرعت بالا: یکی از اصلی‌ترین مزایای NVMe سرعت بالا است.
 NVMeقابلیت انتقال داده با سرعت بیشتری نسبت به استانداردهای قدیمی‌تر مانند SATA را داراست. این بدان معنی است که زمان طولانی برای لود شدن سیستم، بارگذاری برنامه‌ها و انتقال فایل‌ها کاهش می‌یابد.

۲. عملکرد بهینه: NVMe بهبود قابل توجهی در عملکرد سیستم به ارمغان می‌آورد. سرعت بالا و تعداد بالای عملیات ورودی / خروجی در هر ثانیه (IOPS) باعث افزایش قابل توجه عملکرد در بارکاری‌های سنگین و برنامه‌هایی که نیاز به پردازش داده‌های بزرگ دارند، می‌شود.

۳. زمان دسترسی کمتر: NVMe  هارد دیسک‌ها زمان دسترسی به داده‌ها را بهبود می‌بخشند. با سرعت واکنش بسیار بالا و تاخیر کمتر، زمانی که برنامه‌ها یا سیستم به داده‌ها نیاز دارند، کاهش می‌یابد.

۴. امکان مولتی‌تسکینگ: NVMe  به شما امکان می‌دهد تا چندین درخواست را به صورت همزمان از سیستم دریافت کنید، که این موضوع باعث افزایش توانایی سیستم برای پردازش همزمان داده‌ها می‌شود.

۵. پایداری و امانت داده: NVMe  هارد دیسک‌ها از تکنولوژی‌های پیشرفته و پایدار استفاده می‌کنند. این باعث می‌شود زمان استفاده طولانی و بدون از دست دادن داده‌ها را ارائه دهند.

۶. قابلیت گسترش: NVMe  هارد دیسک‌ها دارای قابلیت گسترش پذیری بالا هستند. با اضافه کردن کارت‌های NVMe به سیستم، می‌توانید ظرفیت ذخیره سازی را به راحتی افزایش دهید و از مزایای آن استفاده کنید.

انواع مختلف NVMe

• NVMe SSD: SSD (Solid State Drive)  با رابط  NVMe، یکی از انواع محبوب NVMe است. این حافظه‌های دیسک جامد با استفاده از فناوری  NVMe، سرعت بالا، عملکرد بهتر و ظرفیت ذخیره‌سازی بزرگتری را ارائه می‌دهند.
• NVMe PCIe M.2: این نوع NVMe بر روی رابط PCIe و استاندارد M.2 کار می‌کند. طراحی کوچک و فشرده آن اجازه می‌دهد این حافظه‌ها را به راحتی در لپتاپ‌ها و دستگاه‌هایی که به فضای کوچکتر نیاز دارند نصب کنید.
• NVMe U.2: این نوع NVMe از رابط U.2 برای ارتباط استفاده می‌کند. با استفاده از برد مادری یا کارت منبع تغذیه با قابلیت اتصال U.2، می‌توانید حافظه‌های NVMe U.2 را به سیستم خود متصل کنید.
• NVMe over Fabrics (NVMe-oF): این یک فناوری است که امکان اتصال حافظه‌های NVMe به صورت از راه دور را فراهم می‌کند. این به معنای استفاده از شبکه‌های مانند Ethernet برای انتقال داده‌ها بین سیستم و حافظه‌های NVMe است.
• NVMe RAID: RAID  یک تکنولوژی است که به شما امکان اتصال چندین حافظه و ایجاد یک واحد ذخیره‌سازی ترکیبی را می‌دهد.
   NVMe RAIDبا استفاده از حافظه‌های  NVMe، امکان افزایش سرعت، امنیت و ظرفیت ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند.

جدیدترین نسخه‌های استاندارد NVMe عبارتند از:

NVMe 1.4:

این آخرین نسخهٔ منتشرشدهٔ استاندارد NVMe است که در ژوئن ۲۰۱۹ معرفی شد. از ویژگی‌های جدید آن می‌توان به پشتیبانی بهبود یافته از نمایه‌سازی فراداده، مدیریت حرارت بهتر و توان مصرفی کمتر اشاره کرد.

NVMe 2.0:

این نسخه هنوز به صورت رسمی منتشر نشده و در مرحلهٔ توسعه است. انتظار می‌رود ویژگی‌هایی مانند پشتیبانی Zoned Namespace و امکان اتصال به شبکه‌های ذخیره‌سازی مانند Fibre Channel را داشته باشد.

NVMe over Fabrics 1.1:

این استاندارد به روزرسانی شده‌ای برای اتصال دستگاه‌های ذخیره‌سازی NVMe از راه دور از طریق شبکه

سایر ویژگی‌های جدید استاندارد NVMe over Fabrics ۱٫۱ عبارتند از:

• پشتیبانی بهبود یافته از RDMA
• مدیریت بهتر ترافیک شبکه
• امنیت و رمزنگاری قوی‌تر
• سازگاری با تجهیزات شبکه‌ای متنوع‌تر

این به‌روزرسانی‌ها باعث می‌شود اتصال دستگاه‌های ذخیره‌سازی NVMe از راه دور با کارایی و امنیت بیشتری انجام شود.

علاوه بر این، نسخه‌های آینده‌ای از استانداردهای مربوط به NVMe و NVMe over Fabrics در دست توسعه هستند که قابلیت‌های بیشتر و بهبودهای عملکرد را فراهم خواهند کرد.

در کل، انواع NVMe مختلفی برای تطابق با نیازها و محیط استفاده مختلف ارائه می‌شوند. این نوع حافظه‌ها سرعت بالا، عملکرد بهتر و قابلیت گسترش بیشتری را نسبت به استانداردهای قدیمی‌تر فراهم می‌کنند. علاوه بر این، NVMe ظرفیت بهتری برای پردازش داده‌ها و پشتیبانی از بار کاری‌های سنگین را نیز فراهم می‌کنند.

هارد NVMe چطور عمل می کند؟

NVMe (Non-Volatile Memory Express) یک پروتکل است که به طور خاص برای درایوهای حالت جامد (SSD) طراحی شده است که از حافظه فلش NAND استفاده می‌کنند. این پروتکل برای استفاده کامل از قابلیت های عملکرد بالای SSD ها و ارائه سرعت بالاتر در انتقال داده نسبت به رابط‌های ذخیره‌سازی سنتی طراحی شده است.

NVMe از طریق رابط PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) کار می‌کند، که یک استاندارد متصل کننده با سرعت بالا است که برای اتصال اجزا کامپیوتر استفاده می‌شود.

با بهره گیری از رابط  PCIe، SSD های NVMe می‌توانند نرخ انتقال داده ها و زمان تاخیر کمتری نسبت به رابط‌های ذخیره سازی قدیمی مانند SATA را داشته باشند.

هنگامی که یک سیستم کامپیوتری با یک SSD NVMe ارتباط برقرار می کند، از طریق پروتکل NVMe دستورات را به کنترلر SSD ارسال کرده و پاسخ‌ها را متناسب با آن دریافت میکند. پروتکل NVMe بهینه شده برای کاهش بار دستوری و انجام چندین عملیات I/O همزمان استفاده می‌شود.

برای حداکثر کردن عملکرد، NVMe  از مکانیزم صف دستورات با نام I/O Completion Queue (CQ) و I/O Submission Queue (SQ) استفاده می‌کند.

صف SQ توسط سیستم اصلی برای ارسال درخواست‌های خواندن یا نوشتن استفاده می‌شود، در حالی که صف CQ سابقه دستورات انجام شده را نگه می‌دارد.

این مکانیزم صف قادر می‌سازد عملیات‌های I/O همزمان را به طور کارآمد پردازش کند و زمان تاخیر را کاهش داده و ظرفیت توانایی انتقال داده ها را بیشینه کند.

جنبه دیگری که درباره NVMe وجود دارد استفاده از چند “سیم” در رابط PCIe است که این امکان را ایجاد می‌کند که نرخ انتقال داده ها افزایش یابد. این حافظه‌های NVMe می‌توانند از تعداد مختلفی سیم PCIe مانند x2 ، x4 یا x8 استفاده کنند، به تفکیک از تنظیمات خاص هر درایو و سیستم.

در کل، NVMe با قابلیت بهینه‌سازی صف دستورات و بهره‌گیری از رابط PCIe با سرعت بالا، نسبت به رابط‌های ذخیره سازی سنتی، عملکرد ذخیره‌سازی چشمگیری را ارائه می‌دهد. با بهینه‌سازی صف دستورات و استفاده از رابط PCIe با سرعت بالا، SSD های NVMe در سرعت خواندن و نوشتن استثنایی، کمترین تاخیر و پاسخگویی بهتر سیستم در کل فراهم می‌کنند.

جمع بندی

در نهایت، ارزشیابی کیفیت استفاده از NVMe ها نیز بسیار بالاست. با استفاده از این فناوری پیشرفته هارد دیسک، شما می توانید از سرعت قابل ملاحظه و کیفیت بی نظیری در مورد عملکرد و پاسخگویی سیستم خود برخوردار شوید.

در مجموع، NVMe هارد دیسک ها توانسته اند تجربه ذخیره سازی را به سطحی تازه و جذاب برسانند. با استفاده از سرعت بی سابقه، عملکرد بهتر و پایداری بیشتر، NVMe هارد دیسک ها بهترین انتخاب را برای کسانی ارائه می دهند که در جستجوی حافظه ذخیره دائمی با کیفیت و عالی هستند.

✍ پیشنهاد ما : خرید سرور ابری