Накопители NVMe сейчас занимают важное место среди компьютерных накопителей, и на то есть веские причины. Твердотельные накопители NVMe оставляют большинство старых твердотельных накопителей позади и работают быстрее, чем стандартные 3,5- и 2,5-дюймовые накопители.
NVMe против SATA III
Возьмем, к примеру, Samsung 860 Pro объёмом 1 Тб, — 2,5-дюймовый твердотельный накопитель с максимальной скоростью последовательного чтения 560 МБ/c. Его преемник, — 960 Pro создан на базе NVMe, — более чем в 6 раз быстрее, с максимальной скоростью чтения 3500 МБ/с.
Это связано с тем, что накопители pre-NVMe подключаются к ПК через всем знакомый SATA III, — третью версию интерфейса компьютерной шины Serial ATA. NVMe, тем временем, является интерфейсом хост-контроллера, предназначенным для новых, более совершенных твердотельных накопителей.
SATA III и NVMe — термины, наиболее часто используемые для разграничения между дисками старой и новой школы, которая набирает популярность. NVMe, однако, не тот же тип технологии, что и SATA III.
Что такое SATA III?
В 2000 году SATA была создана для замены предшествующего ему стандарта Parallel ATA. SATA предлагал высокоскоростные решения, что значительно повышало скорость и производительность, по сравнению с его предшественником. SATA III был выпущен спустя 8 лет и смог развить максимальную скорость передачи до 600 МБ/с.
Чтобы подключить SATA III к ноутбуку, необходим специальный разъем и кабель определенного типа для подключения к материнской плате настольного ПК.
Когда диск подключен к компьютерной системе через SATA III, его работа выполняется только наполовину. Чтобы диск общался с системой на полную, ему необходим интерфейс хост-контроллера. Эта работа принадлежит AHCI, которая является наиболее распространенным способом взаимодействия дисков SATA III с компьютерной системой.
В течение многих лет SATA III и AHCI работали превосходно, в том числе и в первые дни SSD. Однако, AHCI был оптимизирован для HDD (стандартных жёстких дисков), носителей с высокой задержкой, а не с низкой задержкой, таких как SSD, — пояснил представитель производителя дисков Kingston.
Твердотельные накопители стали настолько быстрыми, что в итоге SATA III стал для них слишком медленным. SATA III и AHCI просто не могли обеспечить достаточную пропускную способность для все более мощных SSDS.
По мере расширения скоростей и возможностей накопителя прогресс двигался в поисках лучшей альтернативы. И, к счастью, он уже использовался на ПК.
Что такое PCIe?
PCIe — это еще один аппаратный интерфейс. Он наиболее известен как интерфейс подключения видеокарты в настольный ПК, но он также используется для звуковых карт, карт расширения Thunderbolt и накопителей M.2.
Если вы посмотрите на материнскую плату (см. выше), вы можете легко увидеть, где находятся слоты PCIe. В основном они представлены в вариантах x16, x8, x4 и x1. Эти числа показывают, сколько каналов передачи данных имеет слот. Чем больше число дорожек, тем больше данных возможно обрабатывать одновременно,— поэтому видеокарты используют слоты x16.
На изображении выше также есть слот M.2, прямо под верхним слотом x16. Слоты M.2 могут использовать до четырех дорожек, таким образом, они х4.
Ключевые слоты PCIe на любой материнской плате имеют каналы, подключенные к ЦП для максимальной производительности. Остальные слоты PCIe подключаются к специальному чипсету, который также поддерживает довольно скорый, но не настолько как прямое соединение, обмен данных.
В настоящее время используется два поколения PCIe: 3.0 (наиболее распространенное) и 4.0 (наиболее современное). По состоянию на февраль 2020 года PCIe 4.0 является совершенно новым и поддерживается только на современных процессорах AMD Ryzen 3000 серии и материнских платах X570 . Версия 4.0, как и следовало ожидать, НАМНОГО быстрее предшественника.
Однако, большинство компонентов еще не используют максимальную пропускную способность PCIe 3.0 на все 100%. Таким образом, хоть и скорость PCIe 4.0 впечатляет, — это не является необходимостью для современных компьютеров, также считает и Intel.
NVMe против PCIe
PCIe похож на SATA III: они оба используются для подключения отдельных компонентов к компьютерной системе. Так же, как SATA III необходим AHCI, для того, чтобы жесткий диск или SSD смогли обмениваться данными с компьютерной системой, накопители на основе PCIe зависят от хост-контроллера, который называется энергонезависимой памятью (NVMe).
Когда производители жестких дисков начали выпускать PCIe-накопители, настал короткий период, когда мы говорили о PCIe SSD.
Тем не менее, в отрасли не было никаких стандартов объединения, как это было с накопителями SATA. Как объяснил Western Digital, вместо определённых стандартов, компании использовали AHCI, создавали свои собственные драйверы и встроенное ПО для запуска этих накопителей.
Был самый настоящий "беспорядок", вследствие чего AHCI все еще не был достаточно хорош, — чтобы использовать диски, которые были быстрее, чем SATA, людям приходилось "танцевать с бубнами" и устанавливать специальные драйверы, вместо того, чтобы работать по принципу «Plug and Play».
В конце концов, индустрия объединилась вокруг стандарта NVMe, который в итоге и заменил AHCI. Новый стандарт стал намного лучше, — имело смысл начать говорить о NVMe. А все остальное, как говорится, уже история.
NVMe была разработана с учетом современных твердотельных накопителей на основе PCIe. Диски NVMe способны одновременно получать гораздо больше команд , чем механические жесткие диски SATA III или твердотельные накопители, а в сочетании с более низкой задержкой, это делает диски NVMe более быстрыми и надёжными.
Как выглядят накопители NVMe?
Если вы собираетесь уже сегодня купить накопитель на базе NVMe, вам просто необходим форм-фактор M.2. Накопители подключаются к специальным слотам M.2 PCIe, которые поддерживают до 4-х каналов передачи данных.
Вы также можете найти диски M.2, которые используют SATA III - главное внимательно прочитайте характеристики.
M.2 на базе SATA III не так уж часто встречаются в наши дни, но они существуют. Вот некоторые самые популярные примеры: WD Blue 3D NAND и Samsung 860 Evo .
Стоит ли «сбрасывать со счетов» диски SATA III?
Хотя NVMe — фантастика, пока нет причин отказываться от дисков SATA III. Несмотря на ограничения, SATA III все еще является хорошим выбором для вторичного хранилища.
Любой, кто собирает новый ПК, например, сделал бы правильный выбор в пользу накопителя M.2 NVMe для своего загрузочного диска и основного хранилища. Затем он мог бы добавить более дешевый жесткий диск или 2,5-дюймовый SSD с большей емкостью в качестве вторичного хранилища.
Это будет правильным решением сделать так, чтобы всё Ваше хранилище ботало через PCIe. Однако, на сегодняшний день доступные накопители NVMe ограничены объемом около 2 ТБ, более высокие объёмы непомерно дороги.
Самый бюджетный накопитель M.2 NVMe ёмкостью 128 Гб, который мне удалось найти, стоит порядка 2000 рублей. Адекватные компоненты начинаются от 9000 рублей, — примерно столько же стоит высокопроизводительный SSD SATA III на 2 Тб.
Цена, конечно, может кардинально снизиться, ведь прогресс не стоит на месте и следует ожидать появления дисков M.2 емкостью 4 и 8 ТБ в начале 2021 года.
Пока что комбинация M.2 NVMe со вторичными SSD и жесткими дисками является наилучшим вариантом для игрового ПК.
Это решение относится и к ноутбукам. Если вы собираетесь приобрести новое устройство, — выбирайте ноутбук с флэш-накопителем NVMe и запасным 2,5-дюймовым отсеком для жесткого диска SATA III или SSD.
Если у вас новый настольный ПК или ноутбук не ранее 2017-го выпуска, вероятнее всего, у него уже есть слоты M.2, которые поддерживают NVMe. А если и нет, то обновление вашего ПК того стоит, поверьте!