NVMe SSD的六大技术优势

NVMe全称Non-Volatile Memory Express，即非易失性存储器标准，从名字看就是为闪存为代表的固态存储器定制的。NVMe的设计还充分利用了PCIe接口通道的低延时以及并行性。AHCI诞生于高延时、低带宽的机械硬盘时代，其控制器通过PCH与CPU通讯，硬件上就会增加延时，而NVMe允许SSD通过PCIe直连CPU，进一步降低延时。   除了大幅进步的高带宽、低延时，较新版本的NVMe在并发性能、QoS、可管理性等方面不断完善。随着SSD容量和并发访问量多年来指数级的快速增长，早期NVMe的一些设计也会成为瓶颈，最新的NVMe 2.0也做了一些根本性的底层改进以提升效率，可以降低SSD的写入放大系数、减少对缓存的容量需求、提升应用程序对控制器的访问效率等等。    

NVMe SSD的六大技术优势

首先，接口速度更快。依托于PCIe接口的NVMe，进入PCIe4.0时代后，接口带宽比PCIe 3.0增加1倍。英特尔*2023年要推出的Eagle Stream平台将开始支持PCIe 5.0，NVMe SSD将随之进入PCIe 5.0的时代，这次迭代将使得NVMe SSD的接口速度提升至SATA SSD接口速度的26倍；而时间跨度只有短短的数年，这个增长速度将远远大于摩尔定律的传统迭代速度，将过去十年发展速度过慢造成的存储和计算间的巨大性能鸿沟几近填平。

数据来源：NVMe SPEC和SATA Ⅲ SPEC

其次，管理性、功能性更好。从协议本身来看，NVMe协议在管理性，功能性上也在快速迭代，以适应现代化的数据中心对计算存储和分布式存储的要求，协议的发展速度甚至超过了SSD厂家开发产品的速度。使得基于新协议的SSD更智能，数据安全更有保障，形态也更多样化。让NVMe协议以及基于NVMe协议的设备有了更多创新的机会。

第三，单位容量 （每GB或每TB）性能更好，随着SSD的容量越来越大，其存储的数据越来越多，使得同一个SSD服务的实例数量也越来越多，这样带来一个问题，每个实例对SSD都有性能要求的情况下，每实例或者每GB的性能要求也就越来越高。因为NVMe SSD随PCIe不断迭代，正在从PCIe 3.0过渡到PCIe 4.0，又会迅速迎来PCIe 5.0，这将使得单位容量的性能可以保持一个较高的水平。

数据来源：Solidigm 实验室测试结果

第四，延迟更低。从HDD到SSD最大的延迟变化是介质带来的，也就是电子的NAND要比机械的硬盘反应快得多。而SATA到NVMe则在协议本身做了相当多的优化，从而使得基于NVMe协议的SSD反应要比基于AHCI协议的SSD要快。延迟对于当今的企业级存储将变得越来越重要，例如，我们希望刷视频的时候点到就能播放，希望语音聊天或者视频聊天的时候完全没有卡顿，这些都与存储延时有相当大的关系。

数据来源：NVMe SPEC和SATA III SPEC

第五，I/O效率更高。相比基于SATA SSD的存储系统，NVMe的SSD系统单核可以达到的性能更高，而同时NVMe SSD支持随机多路并发读写，比如一台搭配NVMe SSD的存储服务器能做的工作需要若干台SATA SSD存储服务器才能达到。这样算下来基于NVMe SSD的存储服务器TCO更好。

最后，存储搭配更加灵活。从存储搭配的灵活度来看，因为SATA 接口在速度达到600MB/s之后不再发展，使得目前SSD的不同介质在SATA接口面前变得没有区别，甚至傲腾*SSD做成SATA接口也无法体现出来它的介质优势。而NVMe的上限就高得多且在继续提高，因为介质访问速度的不同，可以将不同介质的NVMe SSD进行快慢搭配，以满足不同形态下存储的多样化需求。

同时，PCIe的不断迭代，又给NVMe形态带来了新的挑战，例如功耗，散热，存储密度等等。而创新的NVMe SSD形态就能完美的解决这些问题，例如EDSSF 可以解决散热问题而平衡高密度和散热。NVMe SSD的形态将会比SATA SSD的形态多很多，这就给创新带来了机会，也大大提升了SSD的适配性，更好地满足不同应用场景的需求。

审核编辑 ：李倩