因为NVMe的章讲出现,硬盘的篇文性能得到了极大的提升。这个极大是章讲多少呢?读带宽从500MB/s提高到了3200MB/s,写带宽从400MB/s提高到了1200MB/s左右。篇文而读IOPS则达到了50万,章讲甚至更高。篇文也就是章讲说,现在一块基于NVMe的篇文SSD硬盘的性能比一个企业级磁盘阵列还要好。
牛皮吹了这么多,章讲那到底什么是篇文NVMe呢?NVMe的全称是Non-Volatile Memory Express,如果翻译过来就是非易失性内存主机控制器接口规范。你可能还是一头雾水,那我们上搜索引擎搜索一下这个关键词,可能会得到如下图片。
图1 NVMe存储
废话说了半天,到底什么是NVMe呢?首先它是一种接口规范,其次它是用于存储设备的接口规范。准确的说是目前***的存储设备通信协议。这个协议就好比SAS和SATA一样,用于定义硬件接口和传输协议。
关于存储的几个概念
为了彻底搞清楚什么是NVMe,我们先理清楚几个关于存储的概念。
尺寸外形:也就是设备的形状和大小,通常存储设备的尺寸外形包括如下:
接口:也就是设备如何与计算机通信。常见的存储设备接口包括:
协议:定义了如何在计算机与设备之间传输数据。常见的协议包括:
到这里我们应该比较清晰了,NVMe是运行在某种接口上的通信协议,用于规范计算机与存储设备的数据传输。上述设备尺寸、接口和协议通常是可以组合的。下面是常见的集中组合形式。
一个2.5寸SSD硬盘,基于SATA接口,通信协议是AHCI或者ATA。具体设备大概如图2所示。
图2 SATA接口的SSD
一个M.2的SSD, 基于PCIe接口,通信协议是NVMe。具体设备大概如图3所示。
图3 M.2的SSD
一个PCIe的SSD,基于PCIe接口,通信协议是NVMe。具体设备大概如图4所示。
图4 PCIe的SSD
这里只是给出了几个具体的例子,便于大家理解接口、设备和协议的关系。具体来说,还有其它很多种组合形式,本文不在赘述。
为什么NVMe会这么快
上面我们介绍了什么是NVMe,下面本文将介绍一下为什么NVMe如此之快(注意:这里说的快是基于SSD设备的,如果是机械硬盘则不然)。由于SSD本身的物理特性,其数据的访问已经非常快了,性能的瓶颈就是出在计算机与设备连接的接口和协议上面。
我们举一个简单的例子。比如我们有一个仓库会不断的生产出产品来,我们可以机械手将产品从仓库拿到其它地方(如图5所示)。对于SATA的SSD,类似于一个单臂的机器人,仓库生产的很快,但机器人每次只能拿一个,搬移的速度就比较慢。
图5 单臂机器人
然而对于基于NVMe的SSD呢?相当于这个机器人长了数百只手,这样速度显然就比前者快的多了。
图6 多臂机器人
NVMe协议的原理也是如此,它本质是上建立了多个计算机与存储设备的通路,这样搬运数据的速度自然就提高了。在NVMe协议中,多个通路其实就是多个队列,具体如图7所示。在SATA中计算机与存储设备只能有一个队列,即使是多CPU情况下,所有请求只能经过这样一个狭窄的道路。而NVMe协议可以最多有64K个队列,每个CPU或者核心都可以有一个队列,这样并发程度大大提升,性能也自然更高了。
图7 NVMe的多队列
今天只是一个入门,后面我们再详细的介绍关于NVMe的更多内容。
责任编辑:赵宁宁 来源: itworld123 NVMe接口存储(责任编辑:探索)
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