Ổ cứng NVMe là gì?
SSD NVMe hiện được công nhận là một công cụ hữu ích để cải thiện hiệu suất máy tính. Trong số các loại ổ cứng SSD hiện có trên thị trường, công nghệ NVMe SSD là một trong những loại phổ biến nhất. Vậy ổ cứng này có những đặc điểm và tính năng gì? Hãy cùng Eztech tìm hiểu qua bài viết sau đây nhé!
Ổ cứng NVMe là gì?
Ổ cứng NVMe là tên viết tắt của “Non-Volatile Memory Express”, được giới thiệu vào năm 2013 bởi các công ty công nghệ Intel, Sandisk, Samsung, Seagate và Dell. Thuật ngữ “Non-Volatile” chỉ đề cập đến bộ nhớ sẽ không bị xóa khi máy tính của bạn khởi động lại.
Trong khi đó, thuật ngữ “Express” đề cập đến việc dữ liệu sẽ được truyền qua giao diện PCIe (PCI Express) của bo mạch chủ máy tính. Điều này mang lại kết nối trực tiếp hơn với bo mạch chủ, vì dữ liệu không cần đi qua bộ điều khiển SATA (Serial Advanced Technology Attachment), giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu. Vậy, ưu điểm về tốc độ của ổ cứng NVMe là gì?
Về cơ bản, ổ cứng NVMe đạt tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn nhiều so với ổ cứng SATA, ví dụ như PCIe 3.0 – thế hệ hiện tại của chuẩn PCI Express, với tốc độ truyền lên đến 985MBps trên mỗi làn. Còn các ổ NVMe có thể sử dụng tối đa 4 làn. Về lý thuyết, chúng có khả năng đạt tốc độ tối đa lên đến 3,9GBps (3.940MBps).
Trong khi đó, Samsung 860 Pro, một trong những ổ SSD SATA nhanh chóng nhất, có tốc độ đọc ghi SSD xấp xỉ 560MBps.
Quá trình hình thành của NVMe
Quá trình hình thành của NVMe là gì? Tất cả bắt đầu với ổ SSD được cài đặt trong khe PCIe.
Vì nó được kết nối trực tiếp với CPU, nên bus PCI Express cung cấp băng thông cực kỳ cao. Điều tự nhiên là các nhà sản xuất ổ đĩa muốn tận dụng băng thông gia tăng do PCIe cung cấp. Khi công nghệ bộ nhớ không bay hơi trở nên ngày càng tiên tiến, chúng đã bị cản trở bởi sự tắc nghẽn do các tiêu chuẩn được thiết kế cho thời đại của các ổ quay cơ học.
Nhiều công ty từ lâu đã phát triển các giải pháp ổ đĩa PCIe của riêng họ, mỗi giải pháp đều có bộ đăng ký, bộ chức năng và hướng dẫn riêng. Điều này dẫn đến sự xung đột tiềm tàng cho khả năng tương tác với phần cứng như bo mạch chủ và CPU; phần mềm như trình điều khiển và hỗ trợ hệ điều hành. Tuy nhiên, xu hướng sử dụng SSD SAS và SATA đang trở nên phổ biến, nhưng SSD PCI Express sẽ phát triển đáng kể.
Lý do hình thành của NVMe là gì?
Vì cần có một tiêu chuẩn rõ ràng, NVMe đã được phát triển. NVMe được tạo ra như một giao diện tiêu chuẩn, phù hợp với tương lai, được thiết kế để xâm nhập vào cả thị trường người tiêu dùng và thị trường doanh nghiệp bởi một hiệp hội công nghiệp mở bao gồm 13 thành viên của nhóm quảng bá.
Trọng tâm của nó là phát triển một đặc điểm kỹ thuật được thiết kế riêng cho bộ nhớ không bay hơi (do đó có tên NVMe – Bộ nhớ lưu trữ không bay hơi), không thừa kế bất kỳ đặc điểm nào từ ổ cứng truyền thống, không chỉ hỗ trợ công nghệ NAND phổ biến nhất hiện nay mà còn công nghệ khác có thể xuất hiện trong tương lai.
Ví dụ như: Bộ nhớ RAM, bộ nhớ tiếp theo ngẫu nhiên (PCM) và các công nghệ khác.
Lợi ích của ổ cứng NVMe là gì?
Ổ đĩa SSD NVMe cho phép sử dụng các kết nối PCI Express, mang lại nhiều lợi ích làm cho nó trở thành một sự lựa chọn thay thế hấp dẫn hơn cho các ổ SSD tiêu chuẩn và trong nhiều trường hợp, đây là giải pháp khả thi duy nhất cho nhiều trường hợp ứng dụng và sử dụng.
Tốc độ nhanh hơn so với ATA / SATA
Ổ NVMe không bị ảnh hưởng bởi sự tắc nghẽn của giao diện ATA vì chúng được gắn trực tiếp trên PCI Express, cung cấp tới 4 lần số lượng IO/s (IOPS) so với lựa chọn SAS nhanh nhất hiện có.
Vấn đề về tốc độ trong NVMe hiện tại là NAND, vì vậy chúng ta nên kỳ vọng hiệu suất tăng cao hơn khi công nghệ NAND tiến bộ và công nghệ mới gia nhập thị trường.
Hiệu suất có thể mở rộng
Nếu bạn đang tìm hiểu về lợi ích của NVMe là gì, bạn nên biết NVMe bên cạnh tốc độ nhanh, nó còn có lợi ích là cho phép mở rộng hiệu suất bằng cách cho phép các ổ đĩa sử dụng cùng một nhóm lane “LỚN” kết nối trực tiếp với CPU.
Bởi vậy, giống như các card đồ họa của chúng ta sử dụng các lane x16 và bộ điều hợp mạng Gigabit sử dụng x4 hoặc x8, ổ SSD PCIe có thể được hưởng lợi từ các lane bổ sung và vượt ra ngoài các lane x4. Hầu hết các ổ SSD PCIe ngày nay đều có tính năng này.
Khả năng lưu trữ vượt trội
Công nghệ NVMe cung cấp khả năng lưu trữ đặc biệt. Vậy khả năng lưu trữ đặc biệt của NVMe là gì? NVMe nhanh hơn 25 lần so với SATA vì sử dụng khe cắm PCIe. Có tốc độ và khả năng tương thích vượt trội. Các lệnh NVMe cũng hiệu quả hơn. NVMe cũng giao tiếp trực tiếp với CPU hệ thống, làm cho nó tương thích với đại đa số hệ điều hành ở bất kỳ kích thước nào. Vì tính tương thích của nó, nó cung cấp tốc độ đáng kinh ngạc.
Nó có khả năng tiêu thụ năng lượng thấp
Bên cạnh đó, ưu điểm tiêu thụ ít năng lượng cũng là ưu điểm được rất nhiều người dùng yêu thích khi họ tìm hiểu NVMe là gì. Ổ đĩa cứng NVMe cũng tiêu thụ rất ít năng lượng khi ở chế độ chờ. Một số nhà cung cấp dịch vụ đã áp dụng chế độ chờ công suất thấp L1.2 của tiêu chuẩn PCIe, giúp giảm mức tiêu thụ xuống dưới 2mW – giảm 97% so với mức tiêu thụ 50mW khi sử dụng trạng thái L1, chế độ năng lượng thấp được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.
Có các trạng thái nguồn khác nhau ngoài công suất thấp khi không sử dụng. Điều này có thể dẫn đến tiết kiệm đáng kể cho một số lượng lớn khách hàng trong một doanh nghiệp hoặc trung tâm dữ liệu.
Vấn đề với an ninh
Tập lệnh NVMe hỗ trợ các lệnh vùng chứa bảo mật tương tự như các lệnh có trong lệnh SCSI và ATA / ACS, cho phép ổ đĩa SSD dựa trên NVMe hỗ trợ các giải pháp bảo mật tiêu chuẩn của ngành như thông số kỹ thuật SSC doanh nghiệp và SSC do Trusted Computing Group công bố.
Ứng dụng của ổ cứng SSD NVMe
Ứng dụng đặc biệt của NVMe là gì? Hiện nay, khách hàng đang rất hài lòng với hiệu suất và sự đáng tin cậy của các ổ cứng NVMe này. Ổ cứng SSD NVMe được sử dụng trong các ứng dụng cơ sở dữ liệu, phân tích dữ liệu lớn và lưu trữ trước một loạt các bộ nhớ đệm. Đây là một giải pháp lưu trữ được xác định bằng phần mềm hoặc máy chủ Hyper-V.
Nhìn chung, NVMe là một ứng cử viên đáng xem xét ở bất kỳ nơi nào sử dụng các giải pháp lưu trữ flash truyền thống, chẳng hạn như storage pool để thiết lập hệ thống tiering để phân cấp dữ liệu hoặc bất kỳ ứng dụng nào khác yêu cầu khả năng lưu trữ cao.
Kích thước của SSD NVMe
Kích thước tiêu chuẩn của NVMe là gì? Hiện nay trên thị trường có nhiều loại SSD NVMe khác nhau, mỗi loại có một kích thước khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng. Sử dụng kích thước BGA và M.2 nếu bạn đang mua cho mục đích sử dụng cá nhân trong một máy tính nhỏ.
Trong các trung tâm dữ liệu, ổ SSD NVMe sẽ có kích thước lớn hơn, chẳng hạn như M.2, EDSFF, U.2, và U.3. Các nhà sản xuất đã phải nỗ lực nghiên cứu và phát triển để tạo ra nhiều loại kích thước và tiêu chuẩn dùng chung NVMe, PCIe và sử dụng các đầu nối và chân cắm riêng biệt.
Phân loại ổ cứng NVMe
Chuẩn M.2
Đặc điểm của loại chuẩn M2 NVMe là gì? Loại này có sẵn ở dạng thanh rộng 22mm và nhiều loại độ dài khác nhau bao gồm 30mm, 42mm, 60mm, 80mm và 100mm. Các ổ này đủ mỏng để gắn trên bo mạch chủ, lý tưởng cho các máy tính mini hoặc máy tính xách tay. Cần lưu ý rằng một số SSD SATA cũng sử dụng hình dạng này, vì vậy hãy kiểm tra kỹ để tránh mua nhầm những ổ SSD có tốc độ chậm hơn.
Phiên bản PCIe 3.0
Tính chất của Phiên bản PCIe 3.0 NVMe là gì? Nó giống như bộ xử lý đồ họa hoặc thẻ âm thanh trong việc nó có thể được cắm vào bất kỳ khe PCie 3.0 nào trên bo mạch chính. Với kích thước nhỏ như vậy, nó có thể được sử dụng trong bo mạch chính ATX đầy đủ và vỏ máy tính, nhưng nó có một số hạn chế trên các máy tính cá nhân nhỏ và không thể “nhét” vào bên trong máy tính xách tay.
Sự khác biệt giữa ổ cứng M.2 SATA và M.2 NVMe là gì?
Giao thức ổ cứng M.2 SATA có tốc độ truyền dữ liệu tối đa là 6Gbps. Ổ cứng SSD dựa trên SATA là loại ổ cứng có hiệu suất thấp và sử dụng giao thức tương tự như ổ cứng. Tuy nhiên, ổ cứng M.2 SATA có băng thông gấp ba đến bốn lần so với ổ cứng quay. Ổ cứng SATA cũng rẻ hơn và dễ mua hơn so với ổ cứng NVMe.
Giao thức NVMe được sử dụng bởi ổ cứng M.2 NVMe. Vậy, tính chất của ổ cứng M2 là gì? Khi kết hợp với bus PCie, ổ cứng SSD NVMe có thể cung cấp cho máy tính của bạn mức hiệu suất và tốc độ cao nhất. Điều này cho phép bộ nhớ flash hoạt động như một ổ cứng SSD thực sự thông qua khe cắm PCIe, thay vì phải sử dụng trình điều khiển giao diện SATA, chậm hơn đáng kể so với NVMe.
Công nghệ giao thức và mức hiệu suất đạt được giúp phân biệt ổ cứng M.2 SATA và ổ cứng M.2 NVMe. Ổ cứng M2 SATA tiếp tục sử dụng công nghệ giao thức dựa trên SATA, do đó tốc độ và hiệu suất sẽ không thay đổi.
Chỉ các ổ cứng SSD sử dụng công nghệ NVMe mới có thể đạt được tốc độ truyền dữ liệu vượt qua những hạn chế của các ổ cứng SSD dựa trên SATA.
Có nên đầu tư ổ cứng NVMe cho máy tính không?
Sau khi đã tìm hiểu khái niệm NVMe, chúng ta hãy cân nhắc xem có nên đầu tư tiền để mua ổ cứng NVMe cho máy tính hay không.
Nói chung, việc bạn có nhu cầu lưu trữ nhanh hơn hay không phụ thuộc vào khối lượng và loại công việc bạn thường làm hàng ngày. Hiện nay, giá bán của ổ cứng NVMe đang giảm dần, giúp chúng trở nên phổ biến hơn với nhiều đối tượng người dùng.
Điều này không có nghĩa là bạn nên ngay lập tức thay thế ổ SSD SATA cũ nếu công việc của bạn không đòi hỏi tốc độ lưu trữ nhanh. Thực tế, ổ SSD SATA vẫn có thể đảm bảo máy tính của bạn khởi động trong vài giây, các chương trình chạy mượt mà và bạn có thể sao chép hoặc di chuyển tệp tin nhanh chóng.
Tuy nhiên, nếu công việc của bạn đòi hỏi xử lý nhiều video có độ phân giải cao và dung lượng lớn, thì việc chi thêm một số tiền để mua ổ cứng NVMe cũng xứng đáng. Tóm lại, nếu ngân sách hạn chế, hãy sử dụng ổ cứng SATA. Hãy chọn PCIe nếu bạn muốn hiệu suất tối đa khi chia sẻ dữ liệu thường xuyên. Cả hai loại đều nhanh hơn đáng kể so với ổ cứng HDD.
Các điểm cần lưu ý khi chọn ổ cứng SSD NVMe là gì?
Tương tự như ổ cứng HDD và SSD, trên thị trường có nhiều loại ổ cứng NVMe khác nhau, mỗi loại có các thông số kỹ thuật, kích thước và hình thức riêng. Trước khi đi sâu vào các yếu tố về hình thức, cần nhấn mạnh sự quan trọng của việc đầu tư vào bộ nhớ chất lượng cao.
Mặc dù có rất nhiều nhà cung cấp trên thị trường, nhưng hiện chỉ có ba công ty có thể sản xuất NAND: Samsung, Intel / Micron và Toshiba. Các nhà tích hợp máy chủ coi trọng tính toàn vẹn và bảo mật của dữ liệu sẽ hiếm khi xây dựng máy chủ sử dụng NAND không đến trực tiếp từ các công ty này. Điều này đóng góp vào sự phát triển của các máy chủ đáng tin cậy nhất cho các ứng dụng đòi hỏi nghiêm ngặt.
Lựa chọn đúng ổ cứng
Một trong những điểm cần lưu ý khi lựa chọn đúng loại SSD NVMe là gì? Để lựa chọn được loại ổ cứng phù hợp, ta nên tìm hiểu về form-factor của chúng để chọn đúng loại ổ cứng chúng ta cần. Các form-factor cần chú ý là:
Thẻ Add-in
Thẻ Add-in có ưu điểm là phương pháp sử dụng NVMe được hỗ trợ rộng rãi nhất hiện nay. Mọi thứ nó cần chỉ là một hệ thống có bo mạch chủ được cấp nguồn và khe cắm PCie mở. Phần lớn các máy chủ thế hệ mới hiện đã có hỗ trợ. Tuy nhiên, có một số hạn chế: chúng không thể hot-swap, tiêu thụ nhiều điện hơn và chiếm nhiều không gian vật lý hơn. Điều này khiến chúng khó triển khai và bảo trì hơn. Vì vậy, hiểu biết về NVMe là gì sẽ giúp người dùng sử dụng nó hiệu quả hơn.
Ổ đĩa U.2 NVMe kích thước 2.5 Inch
Các ổ U.2 NVMe kích thước 2.5 inch giống với hầu hết các ổ SSD trên thị trường hiện nay, nhưng chúng được kết nối với cổng M.2 của bo mạch chủ thông qua cáp. Với yếu tố hình thức của nó, nó tương tự như SSD về khả năng triển khai và dịch vụ, cũng như khả năng cắm nóng, làm cho nó phù hợp với Doanh nghiệp, Trung tâm dữ liệu và người dùng PC chuyên nghiệp.
Ổ lưu trữ M.2
Tính năng của loại ổ lưu trữ M.2 của NVMe là gì?
Ổ lưu trữ M.2 tương tự như một thẻ nhớ rắn và được kết nối trực tiếp vào cổng M.2 trên bo mạch chủ. Ổ lưu trữ M.2 có một ưu điểm là nó có ba kích thước khác nhau: 42mm, 80mm và 110mm, chiếm ít không gian vật lý hơn đáng kể so với ổ lưu trữ U.2 và PCIe.
Bên cạnh đó, các nhà sản xuất đã phân loại các giải pháp lưu trữ của họ thành ba mức độ sử dụng: Ưu tiên Độ bền, Đọc sâu và Sử dụng hỗn hợp. Do đó, trước khi quyết định mua chúng, bạn cũng cần xem xét việc sử dụng chúng cho mục đích gì.
Chọn đúng máy chủ
Chọn đúng máy chủ là bước tiếp theo bạn cần biết khi tìm hiểu về ổ cứng NVMe là gì? Như đã đề cập trước đó, ổ cứng SSD NVMe có thể sử dụng nhiều kết nối khác nhau và có nhiều dạng khác nhau. Một số máy chủ có thể có khe cắm PCIe để chứa SSD PCIe nhưng không phải bo mạch chủ, điều này làm cho vấn đề trở nên phức tạp hơn. Vì vậy, việc lựa chọn máy chủ nếu bạn chưa đầu tư ban đầu cũng là một điều đáng lưu ý.
Tổng kết
Sau khi hiểu được “NVMe là gì”, bạn có thể nhận thấy NVMe đang trở thành tiêu chuẩn tương lai của các giao diện lưu trữ chính.
Những tiến bộ trong công nghệ NAND Flash và NVMe đang từ từ chứng tỏ sức mạnh trên nhiều dạng giao diện.
Dưới đây là toàn bộ các thông tin liên quan tới ổ cứng SSD NVMe, hy vọng sau khi xem hết bài viết này, bạn đã có thêm những thông tin hữu ích.
