NVMe技術(shù)提供了卓越的存儲(chǔ)、速度和兼容性。由于NVMe使用PCIe插槽，因此它傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比SATA等效設(shè)備多25倍。隨著數(shù)據(jù)量的增加，NVMe的命令速度比AHCI驅(qū)動(dòng)程序快2倍。此外，NVMe每秒輸入/輸出操作（IOPS）超過(guò)100萬(wàn)次，比AHCI驅(qū)動(dòng)器快900%。NVMe還直接與系統(tǒng)CPU通信，由于其兼容性，使其具有難以置信的速度。NVMe驅(qū)動(dòng)器適用于所有主要操作系統(tǒng)，無(wú)論其外形如何。

NVMe（非易失性內(nèi)存快車）是一種通信接口和驅(qū)動(dòng)程序，它利用PCIe提供的增加的帶寬。它旨在提高性能和效率，同時(shí)使各種企業(yè)和客戶機(jī)系統(tǒng)具有互操作性。NVMe專為SSD設(shè)計(jì)，使用高速PCIe插槽在存儲(chǔ)接口和系統(tǒng)CPU之間進(jìn)行通信，不受形狀因素的限制。
NVMe協(xié)議利用到底層介質(zhì)的并行、低延遲數(shù)據(jù)路徑，如高性能處理器架構(gòu)。與SAS和SATA協(xié)議相比，這提供了顯著更高的性能和更低的延遲。NVMe可以支持多個(gè)I/O隊(duì)列，最多64K，每個(gè)隊(duì)列有64K個(gè)條目。這允許輸入/輸出任務(wù)比使用傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序如AHCI（高級(jí)主機(jī)控制器接口）的舊存儲(chǔ)模型更快地傳輸更多數(shù)據(jù)。由于NVMe是專為SSD設(shè)計(jì)的，因此它最終將成為新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

SSD的歷史

數(shù)據(jù)總線在系統(tǒng)內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)基于NAND的SSD首次問(wèn)世時(shí)，業(yè)界很清楚，一種新的總線和協(xié)議是必要的。
?第一批SSD的速度相對(duì)較慢，這使得使用現(xiàn)有SATA存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)非常方便。盡管SATA總線已發(fā)展到16Gbps，但幾乎所有SATA總線的商業(yè)實(shí)現(xiàn)仍然保持6Gbps。
?PCIe 3.0的總吞吐量為16Gbps，而PCIe 4.0的吞吐量是PCIe 3.0的兩倍。它提供多達(dá)16個(gè)通道，可以高達(dá)3200MB/s的速度傳輸數(shù)據(jù)，而SATA III只能傳輸高達(dá)600MB/s的數(shù)據(jù)。
利用現(xiàn)有更高帶寬總線技術(shù)的決定將SATA協(xié)議替換為PCIe技術(shù)。PCIe存儲(chǔ)比NVMe早了幾年，但由于以前的解決方案受到SATA和AHCI等較舊的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的限制，直到最近幾年才充分發(fā)揮其潛力。NVMe是瓶頸的解決方案，通過(guò)提供低延遲命令和64K隊(duì)列消除了限制。多個(gè)隊(duì)列允許更快的數(shù)據(jù)傳輸，因?yàn)閿?shù)據(jù)是使用芯片和塊以分散的方式寫(xiě)入SSD的，而不是寫(xiě)入旋轉(zhuǎn)的磁盤(pán)（如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器）。

通信驅(qū)動(dòng)因素：AHCI與NVMe

操作系統(tǒng)使用通信驅(qū)動(dòng)程序與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。NVMe驅(qū)動(dòng)程序比通常在SATA接口中找到的AHCI驅(qū)動(dòng)程序快。

NVMe是專為采用閃存技術(shù)的SSD設(shè)計(jì)的，它比為采用旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)技術(shù)的普通硬盤(pán)設(shè)計(jì)的AHCI驅(qū)動(dòng)程序速度更快。

NVMe有64K個(gè)命令隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列可以發(fā)送64K個(gè)命令，而AHCI只有一個(gè)命令隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列只能發(fā)送三十二個(gè)命令。

對(duì)于AHCI驅(qū)動(dòng)程序，命令使用高CPU周期，延遲為6微秒，而NVMe驅(qū)動(dòng)程序命令使用低CPU周期，延遲為2.8微秒。

NVMe驅(qū)動(dòng)程序直接與系統(tǒng)CPU通信，但AHCI必須與SATA控制器通信。AHCI的IOPS（每秒輸入/輸出操作數(shù)）高達(dá)100K，而NVMe的IOPS超過(guò)100萬(wàn)。IOPS（每秒輸入/輸出操作數(shù)）是一種常用的性能度量，用于對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試。

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