Różnica pomiędzy NVMe a PCIe

Przy deskrypcji dysków SSD, termin "PCIe" jest zwykle pisany razem ze słowem "NVMe", przez co może nasunąć się pytanie: Jaka jest różnica pomiędzy NVMe a PCIe? Nieustanny postęp technologiczny sprawia, że warto na moment cofnąć się do początków standardu PCle, aby m.in. uchwycić tę zależność.

Podstawowy przewodnik po PCIe

Standardowy interfejs PCIe (Peripheral component interconnect express) jest używany do łączenia szybkich komponentów płyt głównych. Są to m.in. karty graficzne, karty sieciowe i urządzenia pamięci masowej. Jest on następcą standardu magistrali PCI. Do nazwy dodano słowo "express", aby wyróżnić go jako nowy standard, który oferuje znaczną poprawę wydajności.

PCIe występuje w różnych konfiguracjach fizycznych: PCIe x1, x4, x8 i x16. Liczba następująca po "x" określa ile kanałów znajduje się w danym gnieździe. Linie PCIe służą jako fizyczne połączenie między urządzeniem a procesorem lub chipsetem. Podobnie jak pojazdy, które  poruszają się jednocześnie w dwóch kierunkach na drodze ekspresowej, dane "podróżują" (wysyłane/odbierane) po pasie PCIe. Gniazdo PCIe x1 ma jeden pas, a więc analogicznie PCIe x2 ma dwa pasy, x4 ma cztery itd.

W przeciwieństwie do starszego standardu PCI, który może wysyłać dane i odbierać je tylko po kolei (jednokierunkowo), PCIe wysyła dane dwukierunkowo, co oznacza, że może wysyłać i odbierać je jednocześnie. Można włożyć kartę do gniazda o innym rozmiarze ale należy pamiętać, że przepustowość będzie zależała od możliwości karty i gniazda. Co to oznacza? Włożenie karty PCIe x8 do gniazda x4 sprawi, że będzie ona działać tylko z połową przepustowości.

Generacje PCIe

Każda kolejna generacja PCIe przynosi znaczące ulepszenia w stosunku do poprzedniej, podwajając przepustowość i szybkość transferu danych na każdym pasie PCIe. Generacje PCIe są kompatybilne wstecz, co oznacza jednak, że będą działać na najniższej generacji karty lub gniazda. Na przykład, włożenie karty PCIe 3.0 do gniazda PCIe 4.0 zapewni wydajność PCIe 3.0.

Szerokość pasma mierzy zdolność transmisji lub szybkość, z jaką każda linia wysyła lub odbiera bity danych. Szybkość transferu danych wylicza prędkość z jaką dane są przesyłane z jednego punktu do drugiego. Odnosi się również do rzeczywistej ilości przesyłanych danych.

Porównanie: PCIe Gen 3 vs PCIe Gen 4

W 2017 roku wydano standard PCIe 4.0 dla serwerów klasy korporacyjnej. Po raz pierwszy został zastosowany w dyskach półprzewodnikowych (SSD) dwa lata później. PCIe 4.0 oferuje dwukrotnie większą szybkość danych niż PCIe 3.0. W ten sposób umożliwia szybsze przesyłanie danych.

Różnica pomiędzy NVMe a PCIe

Jak pisaliśmy na początku tego artykułu, PCIe to standardowy interfejs używany do łączenia szybkich komponentów płyt głównych (takich jak karty graficzne, karty sieciowe i urządzenia pamięci masowej).  Oznacza to, że jest to fizyczne połączenie, interfejs (I/O) a jego architektura typu Point-to-Point umożliwia podłączonym urządzeniom bezpośrednie połączenie z hostem. Eliminuje to konieczność współdzielenia magistrali, a tym samym zmniejsza opóźnienia i przyspiesza transfer danych.

NVMe, czyli  Non-Volatile Memory Express, to protokół komunikacyjny lub specyfikacja interfejsu zoptymalizowana pod kątem technologii półprzewodnikowych oraz NAND flash. Wykorzystuje architekturę PCIe, aby zapewnić wzrost wydajności w stosunku do Advanced Host Controller Interface (AHCI), standardu określającego działanie Serial ATA (SATA).

Proponowane rozwiązania z interfejsem PCIe NVMe

Oferujemy urządzenia pamięci masowej PCIe NVMe NAND flash od ATP w następujących formatach:

• Dyski SSD M.2 2242/2280
• 2,5-calowe dyski U.2 SSD
• Moduł HSBGA montowany na M.2 2230
• Wlutowane M.2 typu 1620

W odpowiedzi na zapotrzebowanie na szybkie transfery danych, marka ATP planuje wprowadzić na rynek nową serie dysków SSD NVMe M.2  z interfejsem PCIe 4.0 x4. Wzbogaci także ofertę o karty pamięci CFexpress typu B wykorzystujące interfejs PCIe 4.0 x2. Będą one zapewniać lepszą wydajność w porównaniu z kartami wykorzystującymi interfejs PCIe 3.0 x2.

Podsumowanie

Urządzenia pamięci masowej NAND flash firmy ATP z interfejsem PCIe 4.0 są idealnym rozwiązaniem dla obciążeń wymagających dużej ilości danych. Oferują one zoptymalizowany czas uruchamiania, znakomitą szybkość transferu danych, oszczędność energii oraz lepszą kontrolę temperatur.

Dyski SSD NVMe wykorzystujące szybki interfejs PCIe przełamały bariery wydajności Serial ATA. Dzięki generacji PCIe 4.0, która podwaja przepustowość i szybkość transferu danych PCIe 3.0, możemy spodziewać się jeszcze większego wzrostu wydajności.