آشنایی با Nvme
در مقاله حاضر قصد داریم تا به این سوال بپردازیم که Nvme چیست؟ در حال حاضر هارد دیسک‌های HHD جای خود را به درایوهای حالت جامد یا SSD داده‌اند. این درایوها از مکانیزم مکانیکی استفاده نمی‌کنند و بنابراین از سرعت انتقال داده بسیاری بالاتری برخوردار هستند. همچنین قابلیت اطمینان این هاردها بیشتر است زیرا برعکس درایوهای HHD حساسیت کمتری به ضربه دارند و نفوذ گردوغبار هم در آن‌ها اختلالی ایجاد نمی‌کند.
ساختار این درایوها از تراشه‌های فلش مموری‌ها الهام گرفته است و به دلیل سرعت بیشتر، برای بوت سخت‌افزارها، اپلیکیشن‌ها و انتقال داده‌ها عملکرد بسیار بهتری نسبت به HDD دارند. از اوایل دهه 2000، درایورهای ساتا یا همان اتصال فناوری پیشرفته سریال، برای متصل کردن سیستم‌های ذخیره‌سازی به کامپیوتر از طریق کنترلرهای میزبان مورد استفاده قرار گرفت که برخی از این کنترلرها مانند AHCI (رابط کنترلر پیشرفته میزبان) بیشتر مورد استفاده قرار می‌گرفت.
پروتکل ارتباطی ساتا در بسیاری از تجهیزات نظیر لپ تاپ‌ها، کامپیوترهای دسکتاپ، و سرورها مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود، ساتا یک سری نقطه‌ضعف اصلی دارد که مهم‌ترین آن سرعت پایین به خصوص در پردازش داده‌های سنگین و حجیم است. برای مقابله با این نقطه‌ضعف‌ها، پروتکل ارتباطی جدیدی برای اتصال دستگاه‌های ذخیره اطلاعات به کامپیوتر به وجود آمد که به خصوص برای هاردهای SSD مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پروتکل تحت عنوان NVMe یا همان Non-Volatile Memory Express شناخته می‌شود.
در این مقاله قصد داریم در مورد مفهوم پروتکل NVMe بحث کنیم. پس در ادامه با ما در وب سایت ایران هاستینگ 24 همراه باشید.
آشنایی با Nvme
Nvme یا nonvolatile memory express یک پروتکل دسترسی به تجهیزات ذخیره‌سازی مبتنی بر فلش و نسل جدید درایوهای حالت جامد (SSD) است که با بالاترین توان عملیاتی و سریع‌ترین زمان، برای انواع کاربردهای عادی، سازمانی و سرور مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه، هم در کاربردهای سازمانی و صنعتی و هم در کسب‌وکارها، کاربران انتظار زمان پاسخگویی سریع‌تری دارند، حتی زمانی که خود برنامه‌ها بسیار پیچیده‌تر و وابسته به منابع هستند.
برای بهبود تجربه کاربری با پهنای باند بیشتر و تأخیر کمتر، پروتکل Nvme از طریق یک گذرگاه PCI Express یا به صورت اختصار PCIe به دستگاه ذخیره‌سازی دسترسی پیدا می‌کند. در این پروتکل اتصال، ده‌ها هزار دستور موازی پشتیبانی می‌شود و بنابراین بسیار سریع‌تر از دیسک‌های سخت و معمولی است.
اولین SSD های مبتنی بر فلش از رابط‌های فیزیکی SATA/SAS قدیمی استفاده می‌کردند به این خاطر که تا حد امکان از لزوم تغییر در پروتکل‌های ارتباطی سیستم‌ها و سرورها جلوگیری کنند. با این حال، هیچ یک از این رابط‌ها و پروتکل‌ها برای رسانه‌های ذخیره‌سازی با سرعت بالا (مانند NAND و/یا حافظه پایدار) طراحی نشده است. به دلیل سرعت بالای ارتباطی، عملکرد رسانه‌های ذخیره‌سازی جدید از پروتکل PCIe تبعیت کردند.
اسلات های PCIe مستقیماً به CPU متصل می‌شوند و دسترسی شبیه به حافظه را فراهم می‌کنند، همچنین می‌توانند حجم بالایی از دستورات نرم‌افزاری هم‌زمان را اجرا کنند. با این حال، SSD های اولیه، رابط PCIe و ویژگی‌های سازمانی را نداشتند. SSD های PCIe از سیستم عامل اختصاصی استفاده می‌کردند که به دلایل مختلف برای توسعه سیستم و ارتقاء آن دارای محدودیت بود. به همین دلیل، استاندارد جدیدی تحت عنوان NVMe برای اتصال این درایوها به کامپیوترها، سرورها و لپ تاپ‌ها، ارائه شد.
آشنایی با تاریخچه استفاده از Nvme
در گذشته، اکثر SSD ها از باس‌های ارتباطی مانند SATA، SAS یا Fiber Channel برای ارتباط با بقیه سیستم‌های کامپیوتری استفاده می‌کردند. از زمانی که SSD ها در بازارهای انبوه در دسترس قرار گرفتند، SATA به متداول‌ترین راه برای اتصال SSD به کامپیوترهای شخصی تبدیل شد.
با این حال، SATA اساساً برای ایجاد ارتباط با درایوهای دیسک سخت مکانیکی (HDD) طراحی شده بود، به طوری که برای SSD ها سرعت آن کافی نبود. SSD های پیشرفته قبل از Nvme با استفاده از باس PCI Express ساخته شده بودند، اما با استاندارد کردن رابط SSD ها، سیستم‌های عامل فقط به یک درایور مشترک نیاز دارند تا همه SSDها را پشتیبانی کنند. این درایور بر اساس استاندارد NVMe طراحی شده و همه سیستم‌های عامل جدید با آن سازگار هستند.
کار بر روی پروتکل ارتباطی Nvme در نیمه دوم سال 2009 آغاز شد. مشخصات Nvme توسط گروه NVM Express که متشکل از بیش از 90 شرکت است، توسعه یافته است. نسخه اول این پروتکل در سال 2011 منتشر شد، در حالی که نسخه 1.1 آن در 2012 به صورت عمومی وارد بازار شد. اولین چیپ‌ست‌های تجاری NVMe در آگوست 2012 منتشر گردید و نسخه‌های دیگری از آن تا کنون وارد بازار شده است.
سخن پایانی
در مقاله حاضر تلاش کردیم تا شما را با Nvme بیشتر آشنا کنیم. در مقاله های بعدی به بررسی نحوه عملکرد و مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت. در ادامه همراه ما باشید.
