Струва ли си да си купим NVMe SSD

В продължение на почти 15 години включваме най-различни дискове към своите компютри чрез SATA – малък 7-пинов конектор, който можем да видим както в лаптопите, така и в десктоп компютрите. Първата версия SATA 1 се появи в 2003 година и осигуряваше скорост за обмен на данните до 150 MB/s и това бе достатъчно за хард дисковете, а и сега си е достатъчно. Тогава никой не бе чувал за SSD, които в наши дни се използват повсеместно. Уеб-порталът IGuides разгледа основните концепции в сферата на най-новите флаш дискове и предложи добре структурирана информация на тази тема.

През 2004-2005 години започнаха да се появяват първите потребителски SSD. Те бяха скъпи и имаха малък информационен обем (16-64 GB), но скоростта им бе над 150 MB/s, така че доста бързо станахме свидетели на втората версия на SATA, която можеше да работи със скорост до 300 MB/s. Съвсем скоро и това се оказа малко, и към 2008 година се появи третата редакция на SATA, поддържаща скорост до 600 MB/s. Но сега живеем във времена, когато производителността и на най-евтините SSD се ограничава не от скоростта на чиповете флаш памет, а в пропускателната способност на интерфейса: почти всички съвременни SSD имат скорост на четене над 500 MB/s и проблемът е предимно в интерфейса. Последно време излизат все повече флаш дискове с поддръжката на NVMe протокола, който (засега) не ограничава скоростта и на най-добрите SSD, които вече започнаха да достигат 3 GB/s.

Как се появи NVMe

Идеята за включването на SSD чрез PCI Express шината се появи доста преди NVMe, но в този случай проблемът бе в затворените протоколи, които имаха маса недостатъци, водещи до загуба на скорост. Освен това, цената на тези решения бе баснословна и мнозина не виждаха логиката да плащат повече, когато и обикновените хард дискове си вършееха работата.

Но големите корпорации разбираха, че бъдещето е в SSD и ето че през 2007 година с поддръжката на Intel бе представен новия интерфейс NVMCHI (Non-Volatile Memory Host Controller Interface). Той бе усъвършенстван в продължение на цели 4 години и първата версия на NVMe излезе чак през 2011 година, но не получи кой знае какво разпространение, понеже SSD се използваха предимно в MacBook и в топ-геймърските компютри. Тогава повечето потребители използваха Windows 7 с хард дискове и бяха доволни. Флаш дисковете по принцип не бяха особено необходими, а от друга страна, бяха твърде скъпи. Малкото за това време SSD имаха скорост осезателно по-малка от 600 MB/s и NVMe с неговите няколко гигабайта в секунда не бе необходим.

Първата версия на NVMe имаше известни недостатъци: не можеше да се обновява фърмуера чрез интерфейса на флаш диска, нямаше познатото в наши дни разширено управление на захранването, появяваха се проблеми при включването на няколко подобни SSD. Всичко това бе оправено в следващите версии на протокола и NVMe 1.2 от 2014 година бе напълно работоспособен. Точно тогава започнаха да се появяват SSD, за които 600 MB/s интерфейс вече бе недостатъчен и новият интерфейс започна активно да се развива.

Технически характеристики и разликите в сравнение с AHCI

SATA е физически интерфейс, за логическата част на който отговаря AHCI (Advanced Host Controller Interface), който излезе заедно със SATA 1 през 20013 година и оттогава не е променен особено. AHCI стандартът по принцип е разработен за хард дисковете и не работи много добре с SSD, понеже единият канал (едно SATA устройство си има само един канал) може да изпълнява само една подадена команда. При хард дисковете няма никакви проблеми – магнитната глава в даден момент от времето физически може да получи достъп до една условна клетка. Но с флаш дисковете това съвсем не е така и този тип на работа предизвиква значителни забавяния.

NVMe от самото начало е разработван за SSD и при него фокусът пада върху възможно най-малките забавяния и върху паралелния достъп до клетките.

Видове NVMe SSD

Традиционните SSD се включват към дънните платки чрез PCI Express слотовете, тоест, същите слотове, които се използват и за видеокартите. Но този начин на включване не е много удобен: първо, все повече потребители преминават към лаптопи, където пълноценен PCIe не може да има. И второ, появяват се все повече компактни дъна, в които в PCIe слота вече е поставена мощна графична карта, която закрива другите слотове.

Другият характерен дизайн е U.2, който не е особено интересен за обикновения потребител, понеже се използва предимно в сървърите, дава възможност за гореща замяна на дисковете и има по-малки размери от PCIe.

Най-компактният и най-бързо развиващ се форм-фактор е M.2, който е идеален за лаптопите и се използва много активно. Започвайки от чипсетите на Intel от серия 100 и нагоре, M.2 се вгражда и в дънните платки, но трябва да сме внимателни, понеже има и SATA SSD портове, които изглеждат по същия начин.

Има ли смисъл от NVMe SSD?

Цените на NVMe флаш дисковете вече са сравнително ниски и се приближиха до цените на обикновените SSD. Съвсем естествено възниква въпросът, има ли смисъл да си купим подобен флаш диск? За да отговорим на този въпрос, трябва да огледаме хардуера, с който разполагаме.

Компютърът няма M.2 слотове и поддържа само SATA

Тук очевидно няма какво да се направи и трябва да се използва SATA. Но е важно друго. Ако производителят е решил да не поставя M.2. порт, то той съвсем банално не е необходим. Всичко зависи от производителността на процесора и увеличение в скоростта на работата на компютъра най-вероятно няма да има.

Ако сте с десктоп машина и имате свободен PCIe слот, то отново всичко зависи от процесора: ако разполагат се мощен CPU от ранга на Core i5, i7, дъното поддържа NVMe и често работите с големи масиви данни, то закупуването на NVMe SSD е напълно оправдано и той сериозно ще ускори работата на компютъра. Но ако процесорът е слаб, (Core i3, Pentium) или дъното е произведено преди 2011 година, няма никакъв смисъл в закупуването на NVMe диск. Остава използването на SATA SSD и в тази насока ускорение в работата няма да има.

Компютърът има M.2 слот, поддържащ NVMe

Ако имате подобен лаптоп, то той най-вероятно е от горния ценови сегмент и в този слот вече е поставен SSD (и е напълно възможно да има и втори – HDD). Може и да нямате избор – в тези лаптопи има един-два M.2 слота и един SATA, който вече е зает от хард диск. В този случай остава място само за още един NVMe SSD и точно такъв флаш диск трябва да се закупи.

А ако сглобявате десктоп машина и на дънната платка има M.2 слот, отново всичко зависи от процесора – ако е чип от сорта на i5 или i7, напълно си струва купуването на NVMe SSD. Но ако сте с Pentium или i3, няма смисъл от NVMe диск. Той няма да ускори особено работата на компютъра и тези пари е по-добре да се изразходват за повече оперативна памет и по-мощна видеокарта.

Тези технологии бързо се развиват и можем да отбележим, че старият AHCI е проектиран за SATA HDD и сега се използва предимно с хард дискове. Специално проектираният за флаш дискове NVMe все повече набира обороти и навярно съвсем скоро SSD ще използват само него.