IT ExpertКак это сделатьСам себе админ

Выбираем твердотельный NVMe-накопитель

Сергей Грицачук | 11.12.2018

Выбираем твердотельный NVMe-накопитель

Появлению на свет первого серийного контроллера SSD с поддержкой технологии NVMe (Non-Volatile Memory express) в 2014 году предшествовал не только традиционный для наукоемких разработок период проб и ошибок, но и некоторая настороженность со стороны потенциальных потребителей. И не без причины.

Дело в том, что к тому времени потребности в скоростных накопителях были удовлетворены как НЖМД классической конструкции (механическими), так и твердотельниками с интерфейсом SATA, работающими под управлением AHCI (Advanced Host Controller Interface). В последнем случае скорость обмена данными (преимущественно чтения) была предельно высокой – в 2008 году для третьей ревизии SATA удалось достичь 600 Мбайт/с. Дальнейшие ограничения быстродействия накладывались особенностями механических накопителей.

Впрочем, подавляющее большинство пользователей не отмечали дискомфорта, а остальным вполне хватало прироста скорости загрузки ОС и ресурсоемких приложений с SSD. Но конструкторы уже знали: вот-вот ситуация изменится, ведь механизмы работы с очередями и обработки прерываний в AHCI не были предназначены для твердотельных хранилищ информации.

В первую очередь проблема заключалась в том, что магнитная головка HDD одномоментно физически могла получить доступ только к одной ячейке хранения данных, тогда как SSD адресовался к множеству, а такой режим контроллеры AHCI не поддерживали. Учитывая, что более совершенные модели бездисковых немеханических накопителей готовы были обслуживать запросы значительно быстрее упомянутых 600 Мбайт/с, имевшийся интерфейс стал тем самым бутылочным горлышком, которое тормозило дальнейшее совершенствование дисковой подсистемы.

Иными словами, эксплуатация твердотельных накопителей, работающих по протоколу SATA, стала фактически бессмысленной, особенно в условиях стремительного снижения стоимости SSD. Тем более что новый интерфейс NVMHCI (Non-Volatile Memory Host Controller Interface) в теории предоставлял скорость обмена данными до 3,2 Гбайт/с (то есть впятеро быстрее) благодаря тому, что SSD с поддержкой NVMe подсоединяются посредством PCI Express 3.0 x4, а возможности этого интерфейса существенно превышают потребности даже самых высокопроизводительных энергонезависимых запоминающих устройств.

В итоге вопрос выбора между SATA SSD и NVMe SSD сводится чаще всего к наличию его поддержки компьютером, в том числе встроенного слотаМ.2 в ультрабуке или свободного PCI Express в десктопе (если, конечно, критерием служит достижение максимальной производительности в ресурсоемких приложениях, в частности играх).

Кстати, чуть ли не сразу после выхода на рынок накопители с поддержкой NVMe окрестили «ускорителями облаков»: они показали очень высокий прирост производительности в серверных решениях, работающих с базами данных и предназначенных для создания облачных сервисов.

Но серверы серверами, а рядовому пользователю технология NVMe также сулит немалые выгоды, причем не только в тяжеловесных приложениях. За счет распараллеливания обращений неминуемо снизятся задержки, вызванные обращениями к дисковой подсистеме, а следовательно, уменьшается и общая латентность системы. Выражаясь простым языком, компьютер станет меньше тормозить, да и работать быстрее. И не только из-за ускорения дисковых операций – прямая работа (без SATA-прослоек) с постоянной памятью высвободит ресурсы центрального процессора.

Словом, о выборе говорить бесполезно: SATA – уходящая в небытие технология прошлого, и ориентироваться надо только на NVMe. Причем сделать это можно не откладывая. На рынке твердотельных накопителей достаточно решений, доступных по цене и прочим параметрам практически для любого современного компьютера. Производители стараются вовсю, в продаже целых три варианта исполнения таких продуктов: платы расширения HHHL PCIe, модули памяти M.2, а также корпусные изделия U.2 формфактора 2,5″ (предназначены для серверных решений). Соответственно в потребительском сегменте интерес представляют только первые два, причем модулями M.2 оснащаются прежде всего ноутбуки и планшеты, а PCIe ориентированы на десктоп-системы.

Кстати, ориентироваться на M.2 надо с осторожностью: эта разновидность интерфейса может не поддерживать новый стандарт. Слоты M.2 ранее предназначались и для работы с интерфейсом SATA, а такие версии подключения линий PCI Express вообще не предполагают. Встречаются и разъемы с поддержкой более старого стандарта – PCI Express 2.0 или же 3.0, – но с меньшим количеством линий. Обязательно следует подробно изучить спецификацию материнской платы, чтобы не попасть впросак. Что же касается платы расширения, подвох может крыться в габаритах, когда единственный доступный слот оказывается перекрыт корпусом системы охлаждения видеокарты.

img

Пожалуй, самое время перейти от теории к практике. Например, для модернизации ПК вполне подойдет Plextor PX-512M8SeY емкостью в 512 Гбайт, предлагаемый в формфакторе HHHL PCIe. Благодаря тому что в конструкции задействован чип контроллера Marvell 88SS1093, накопитель получился не только быстрым для своего класса, но и надежным: производитель допускает возможность перезаписи половины объема ежедневно на протяжении всего гарантийного срока (3 года). К достоинствам модели можно отнести и массивный радиатор весом 125 г, благодаря которому гарантируется достаточное охлаждение контроллера и модулей памяти. Эта же версия SSD доступна в конструктивах М.2: PX-512M8SeGN (без радиатора) и PX-512M8SeG с пассивной системой охлаждения.

Пользователям, которые не торопятся, но планирует обновить платформу в обозримом будущем, советую обратить внимание на Kingston KC1000 NVMe PCIe SSD: ввыполнен в формфакторе М.2 и в комплекте идет плата-переходник под стандартный слот PCIe (понятно, что последний можно приобрести и отдельно, но покупка вразнобой всегда дороже). Единственный недостаток – отсутствие радиатора охлаждения, а в данной модели это актуально, поскольку четырехъядерный микропроцессор Phison PS5007-E7 в сочетании с памятью MLC 2D NAND от Toshiba явно рассчитан на энтузиастов.

Следующая модель – Intel Optane SSD 900P – создана на основе новой энергонезависимой памяти 3D XPoint. Впрочем, этот накопитель обладает настолько высокими характеристиками, что ставить его в один ряд с обычными твердотельниками не рискнули даже сами создатели: по их мнению, Intel Optane SSD 900P ориентирован на самые высокопроизводительные компьютеры, и то в связке с традиционными SSD или HDD высокой емкости. Предполагается, что лучше всего задействовать его в качестве загрузочного накопителя, а также перепоручить ему работу с самыми сложными дисковыми сценариями.

А вот преимущества 3D XPoint перед NAND состоят в том, что, например, вместо страничной адресации к памяти используется побитная, способная выполняться параллельно. Речь идет о тысячекратном (!!) приросте производительности и десятикратном (!) увеличении срока службы. Чтобы задействовать все возможности столь эффективной памяти, используется процессор собственной разработки – Intel SLL3D. Примечательно, что речи о выпуске Optane SSD 900P в формфакторе M.2 и быть не может, поскольку в нагруженном режиме он может рассеивать до 19 Вт тепла и, следовательно, без внушительного радиатора не обойтись. Поэтому энтузиастам и требовательным пользователям доступен только формат HHHL PCIe.

И наконец, один из самых удачных вариантов для тех, кто собирает новый компьютер, – Toshiba OCZ RD400, оснащенный планарной 15-нанометровой памятью MLC NAND, управляемой проприетарным процессором. Весьма серьезное решение, которое полностью оправдывает свою цену и при этом демонстрирует все преимущества технологии NVMe. Впрочем, если кому-то оно покажется дороговатым, то сохраняет актуальность разработка Samsung 960 EVO, построенная на TLC 3D V-NAND и контроллере Polaris: по сей день это самый разумный выбор по сочетанию цены, производительности и качества.

Твердотельный накопитель SSD

Журнал: Журнал IT-Expert [№ 11/2018], Подписка на журналы


Поделиться:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Также по теме

Другие материалы рубрики

Мысли вслух

Я первое время ходил на все встречи с диктофоном, что спасал о меня от ситуации, когда я полностью понял собеседника, идеально подстроился, обо всем договорился… но вот о чем договорился и вообще, что обсуждали –, не помню хоть убей.

А что IT? А мы работаем, совершенствуемся в популярных технологиях и осваиваемся в новых. И пока до Луны ближе, чем до создания искусственного интеллекта, без работы мы не останемся.
«Пока больше некого назначить, поэтому заткнем дыру тобой. Потом переназначим». Упражнение называется «как убить сломать сотрудника за одно действие: повысить и понизить обратно». Для надежности повторять неоднократно.

Компании сообщают

Мероприятия

17.09.2020 — 18.09.2020
Big Data & AI Conference 2020

Москва, Онлайн

23.09.2020 — 24.09.2020
Форум промышленной роботизации

Санкт-Петербург, Чернорецкий пер. 4-6