nvme (non-volatile memory express) er en host controller grensesnitt og lagringsprotokoll opprettet for å akselerere overføringshastigheten av data mellom enterprise og klientsystemer og ssd (Ssd) over en datamaskin høyhastighets Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) buss.da solid state-teknologi ble det foretrukne mediet i lagringsmarkedet, ble det raskt klart at eksisterende grensesnitt og protokoller-spesielt Serial Advanced Technology Attachment (SATA) og Serial-Attached SCSI (SAS) – ikke var egnet, spesielt i datasentermiljøer. Arbeidet med en ny protokoll utviklet spesielt FOR nand flash begynte så tidlig som i 2007, Med Intel tar ledelsen. I begynnelsen av 2011 ble den første nvme-spesifikasjonen utgitt-nesten 100 tech-selskaper var involvert i utviklingen.nvme-spesifikasjonen definerer et registergrensesnitt, kommandosett og samling av funksjoner For PCIe-baserte Ssd-Er med mål om høy ytelse og interoperabilitet på tvers AV et bredt spekter AV nvm-delsystemer. Nvme-spesifikasjonen fastsetter ikke den ultimate bruksmodellen, for eksempel solid state-lagring, hovedminne, hurtigminne eller sikkerhetskopiminne.NVMe gir et alternativ TIL Small Computer System Interface (SCSI) – standarden og ATA-standarden for tilkobling og overføring av data mellom et vertssystem og en perifer mållagringsenhet. Ata-kommandosettet i BRUK MED SATA Ssd-Er og scsi-kommandosettet for SAS Ssd-Er ble utviklet på et tidspunkt da harddiskstasjoner (Harddisker) og tape var de primære lagringsmediene. NVMe er designet for bruk med raskere medier.de viktigste fordelene Med NVMe-baserte Pcie Ssd-Er over SAS-baserte OG SATA-baserte Ssd-er er redusert ventetid i vertsprogramvarestakken, høyere input / output-operasjoner per sekund (iops) og potensielt lavere strømforbruk, avhengig av formfaktoren og antall PCIe-baner i bruk.nvme-protokollen kan støtte Ssd-Er som bruker forskjellige typer ikke-flyktig minne, inkludert nand flash og 3D XPoint-teknologien utviklet Av Intel og Micron Technology. Nvme referansedrivere er tilgjengelige for en rekke operativsystemer( Operativsystemer), inkludert Windows og Linux.
NVMe gjør det ikke bare mulig for eksisterende applikasjoner å kjøre raskere og mer effektivt; det er faktisk en viktig tilrettelegger for nyere og utviklende teknologier og applikasjoner som tingenes internett (iot), kunstig intelligens (AI) og maskinlæring (ML), som alle kan dra nytte av lav latens og høy ytelse Av nvme-vedlagt lagring.
hvordan NVMe fungerer
NVMe kart input/output (I/O) kommandoer og svar på delt minne i en vertsmaskin Over PCIe-grensesnittet. Nvme-grensesnittet støtter parallell i / O med flerkjerneprosessorer for å lette høy gjennomstrømning og redusere flaskehalser for sentralbehandlingsenhet (CPU).
NVMe tilbyr et mer strømlinjeformet kommandosett for å behandle en I/O-forespørsel enn scsi-og ata-kommandosettene gjør. NVMe krever færre enn halvparten AV ANTALL CPU-instruksjoner enn scsi-kommandosettet gjør MED SAS-enheter og ata-kommandosettet bruker MED SATA-stasjoner.
NVME Ssd vs SATA Ssd
SATA ER en kommunikasjonsprotokoll utviklet for datamaskiner å samhandle med HDD lagringssystemer. SATA ble introdusert i 2000 av en gruppe store teknologispillere, OG ERSTATTET parallell ATA og ble raskt den allestedsnærværende lagringssystemprotokollen for datamaskiner som spenner fra bærbare datamaskiner til servere. Gjennom årene har revisjoner til spesifikasjonen blitt revved opp, og den kjører for tiden på 6 Gbps med effektiv gjennomstrømning på opptil 600 MBps.Selv om det ble utviklet for harddiskteknologi med mekaniske spinnfat og aktuatorstyrte lese – / skrivehoder, ble Tidlige Ssd-Er markedsført MED SATA-grensesnitt for å dra nytte av DET eksisterende SATA-økosystemet. DET var en praktisk design og bidro til å akselerere SSD-adopsjon, men det var ikke-og er fortsatt ikke-det ideelle grensesnittet FOR nand flash-lagringsenheter og ble i økende grad sett på som en systemflaskehals.Designet for flash, nvme hastighet og lav latens la SATA i støvet, Og NVMe gir mye høyere lagringskapasitet i mindre formfaktorer som M. 2. Generelt, nvme ytelsesparametere outdistance DE AV SATA med fem ganger eller høyere.SATA kan være mer etablert med lengre historie og lavere implementeringskostnader enn NVMe, men det er tydelig harddiskteknologi som er ettermontert til mer moderne lagringsmedier.
NVME Ssd vs SAS Ssd
NVMe støtter 64 000 kommandoer i en enkelt meldingskø og maksimalt 65 535 i / O-køer. DERIMOT støtter EN SAS-enhetens kødybde vanligvis opptil 256 kommandoer, OG EN SATA-stasjon støtter opptil 32 kommandoer i en kø.Imidlertid Er NVMe-baserte PCIe Ssd-Er for tiden dyrere enn SAS – og SATA-baserte Ssd-Er med tilsvarende kapasitet; selv om delta er innsnevring. Også, high-end enterprise NVMe Ssd kan forbruke mer strøm ENN SAS ELLER SATA Ssd. SCSI Trade Association hevder AT DE mer modne SAS Ssd-Ene gir flere fordeler over NVMe PCIe Ssd-Er, for eksempel større skalerbarhet, hot pluggability og tidstestede failover-evner. NVMe PCIe Ssd-Er kan også gi et ytelsesnivå som mange programmer ikke krever.
Historie og utvikling AV NVM Express
Arbeidsgruppen For Ikke-Flyktig Memory Host Controller Interface (NVMHCI) begynte å utvikle nvme-spesifikasjonen i 2009 og publiserte 1.0-versjonen 1.Mars 2011. Den 1.0 spesifikasjon inkluderte køgrensesnittet, nvm-kommandosettet, administrasjonskommandosettet og sikkerhetsfunksjonene.
Nvmhci Workgroup, kjent som NVM Express Workgroup, utgitt en oppdatering Til nvme spesifikasjonen Okt. 11, 2012. NVMe 1.1 lagt til støtte For Ssd med Flere PCIe-porter for å aktivere multipath i / O og navneområde deling. Andre nye funksjoner inkluderte autonome strømtilstandsoverganger under tomgangstid for å redusere energibehov og reservasjoner slik at to eller flere verter kunne koordinere tilgang til et delt navneområde for å forbedre feiltoleransen.
NVM Express Workgroup holdt sin første Plugfest I Mai 2013 for å gjøre det mulig for bedrifter å teste sine produkters overholdelse Av nvme-spesifikasjonen og for å sjekke interoperabilitet med Andre nvme-produkter.
Nvm Express Arbeidsgruppe innlemmet under navnet nvm Express organisasjon I Mars 2014. Stiftende medlemmer på den tiden inkluderte Cisco Systems, Dell, EMC, Western Digitals hgst-datterselskap, Intel, Lsi, Micron Technology, NetApp, Oracle, Pmc-Sierra, Samsung Electronics, SanDisk og Seagate Technology.organisasjonen nvm Express ble senere kjent som NVM Express Inc. Den ideelle organisasjonen har mer enn 100 teknologibedrifter som medlemmer.
nvme 1.2 spesifikasjonen dukket Opp På Nov. 3, 2014, med forbedringer som støtte for live firmware-oppdateringer, forbedret strømstyring og muligheten for ende-til-ende databeskyttelse.
På November. 17, 2015, ratifiserte nvm Express-organisasjonen 1.0-versjonen AV Nvm Express Management Interface (NVMe-MI) for å gi en arkitektur og kommandosett for å administrere et ikke-flyktig minnesundersystem uten bånd. NVMe-MI gjør det mulig for en styringskontroller å utføre oppgaver som SSD-enhet og kapasitetsoppdagelse, helse-og temperaturovervåking og ikke-forstyrrende fastvareoppdateringer. UTEN NVMe-MI stolte IT-ledere generelt på proprietære, leverandørspesifikke styringsgrensesnitt for å muliggjøre administrasjon Av PCIe Ssd-Er.
NVMe 1.3 funksjonsforbedringer
nvm Express utgitt NVMe 1.3 i juni 2017. Høydepunkter fokuserer på sanitize operations, et nytt rammeverk kjent som Direktiver og virtualiseringsforbedringer.
i en sanitize-operasjon blir alle brukerdata i nvme-delsystemet endret slik at gjenoppretting ikke er mulig «fra en hvilken som helst cache, ikke-flyktig media eller kontrollerminnebuffer», ifølge ET Nvm Express-referanseblad. Sanitere operasjoner anbefales når EN SSD blir pensjonert eller gjenbrukes for en ny brukstilfelle. Sanitize moduser inkluderer lavt nivå blokk slette PÅ nand media, crypto-slette for å endre en media krypteringsnøkkel og overskrive.direktivrammeverket definerer en mekanisme for utveksling av data mellom en vert og Et nvme-delsystem. DETTE muliggjør tagging av per-i/O-kommandoer og GIR IT-administratorer muligheten til å konfigurere rapporterbare attributter og innstillinger.Den første bruken Av Direktiver er En funksjon som kalles Strømmer for å optimalisere dataplassering for å øke utholdenheten og ytelsen TIL Nand Ssd-Er. Tradisjonelt, før nye data kan skrives TIL SSD, må store datablokker først slettes.
Funksjonen Strømmer gjør det mulig for en vert å bruke en «stream identifier» for å angi de spesifikke logiske lagringsblokkene som tilhører en gruppe tilknyttede data. Dette gjør det mulig å merke en lese eller skrive med relaterte data lagret på andre steder.Virtualiseringsforbedringer definerer hvordan NVMe flash kan brukes i et delt lagringsmiljø der både fysiske og virtuelle kontrollere er til stede, inkludert primære lagringskontrollere og sekundære lagringskontrollere. NVM Express sa at målet er å gjøre det mulig for utviklingsteam å dedikere en bestemt SSD til en bestemt virtuell maskin (VM).
NVMe 1.4 funksjonsforbedringer
NVMe 1.4 ble introdusert i juli 2019. Denne siste versjonen inneholder en rekke forbedringer og nye funksjoner, inkludert:
nvme formfaktorer og standarder
behovet for et lagringsgrensesnitt og protokoll for å bedre utnytte NAND flashs ytelsespotensial i bedriftsmiljøer var den viktigste drivkraften bak utviklingen Av NVMe-spesifikasjonen. Men reimagining connection standard åpnet dørene til flere forskjellige typer grensesnittimplementeringer som kunne holde seg innenfor grensene til den nye spesifikasjonen, samtidig som de tilbyr en rekke implementeringsalternativer.kort sagt dukket det opp en rekke flashformfaktorer som var i samsvar Med nvme-spesifikasjonene, inkludert konvensjonelle tilleggskort (aic) For PCIe-bussen, og nye formfaktorer for Ssd-Er kalt M. 2 og U. 2.
- AIC. AIC formfaktor tillater produsenter å lage sine egne kort som sporet Inn I PCIe bussen uten å bekymre lagring bay design eller lignende begrensninger. Kortene er ofte designet for spesielle brukssaker og kan inkludere flere prosessorer og andre chips for å forbedre ytelsen til solid state-lagringen.
- M. 2. M.2 formfaktor ble utviklet for å dra nytte AV nand flash kompakte størrelse og lav varme utslipp. Som sådan Er m. 2-enheter ikke ment å passe inn i tradisjonelle drivrom, men heller å bli distribuert i mye mindre rom. Ofte beskrevet som om størrelsen på en pinne av tyggegummi, m. 2 Ssd måle 22mm bred og generelt 80mm lang, selv om enkelte produkter kan være lengre eller kortere.
- U. 2. I motsetning Til m. 2-formfaktoren ble U. 2 Ssd-Er designet for å passe inn i eksisterende lagringsplasser som opprinnelig var ment for STANDARD SATA – eller SAS-enheter. U.2 Ssd-Er ser veldig ut som de eldre mediene, da de vanligvis bruker 2,5-tommers eller 3,5-tommers kabinetter som er kjente hus for Harddisker. Ideen var selvfølgelig å gjøre Det så enkelt som mulig å implementere nvme-teknologi med så lite reengineering som mulig.en annen, mindre utbredt NVMe formfaktor er enterprise OG data center SSD form factor, ELLER EDSFF. Det støttes av viktige lagringsindustriens spillere, Som Intel, Dell EMC, Hewlett Packard Enterprise (HPE), Lenovo, Samsung og andre. MÅLET MED EDSFF er å gi høyere ytelse og kapasitet til lagringssystemer i bedriftsklassen. Kanskje Det mest kjente eksempelet PÅ EDSFF flash er Intels E1.L (lang) Og E1.S (kort) flash-enheter, som er gitt i det som opprinnelig ble referert til som» linjal » formfaktor.
NVMe over Stoffer
NVM Express Inc. publisert 1.0-versjonen Av nvme over Fabrics (NVMe-oF) – spesifikasjonen 5.juni 2016. NVMe-oF er designet for å utvide fordelene Med NVMe med høy ytelse og lav latens på tvers av nettverksstoffer som kobler servere og lagringssystemer, for eksempel Fibre Channel (FC), Ethernet og InfiniBand.Fabric transporter inkluderer NVM-av ved hjelp av remote direct memory access (RDMA) og NVMe – av kartlagt TIL FC. En teknisk undergruppe AV NVM Express Inc. arbeidet med NVME-oF med RDMA, Og T11-komiteen I International Committee For Information Technology Standards (INCITS) er ansvarlig for utviklingen Av NVMe over FC (FC-NVMe).
nvme-spesifikasjonen er stort sett den samme Som NVMe-spesifikasjonen. En av hovedforskjellene Mellom NVMe-oF og NVMe er metoden for overføring og mottak av kommandoer og svar. NVMe er designet for lokal bruk og kart kommandoer og svar på en datamaskins delte minne via PCIe. I motsetning bruker NVMe over Fabrics et meldingsbasert system for å kommunisere mellom vertsdatamaskinen og mållagringsenheten.
en enkel visuell av Hvordan NVMe-av fungerer. det oppgitte designmålet For NVMe-oF var å legge til ikke mer enn 10 mikrosekunder latens for kommunikasjon mellom En nvme-vertsdatamaskin og en nettverkstilkoblet nvme-lagringsenhet, i forhold til latensen knyttet til En NVMe-lagringsenhet ved Hjelp av En lokal datamaskins PCIe-buss.