NVMe SSD disky a vše, co byste měli vědět

V souvislosti s pevnými disky se můžete setkat s řadou nejrůznějších zkratek a označení. Mimo jiné narazíte také na NVMe SSD disky, o nichž se vyplatí v dnešní době vědět něco více.

Abychom se dopracovali k označení NVMe, je vhodné nahlédnout nejprve do historie pevných disků. Konkrétně k těm klasickým HDD, které ke komunikaci využívaly rozhraní SATA. Čas šel ovšem rychle kupředu a neúprosným tempem docházelo i k rozvoji technologií, v závislosti na potřebách a požadavcích uživatelů. Díky tomu se objevily SSD disky. Ty pracují na trochu odlišném principu, protože jde ve své podstatě o flash paměti.

Rozhraní SATA tedy začalo ztrácet na dechu, protože původně bylo vytvořeno pro mechanické typy úložišť. Omezené možnosti SATA v kombinaci s SSD disky tak daly vzniknout rozhraní NVMe, potažmo stejnojmenným NVMe SSD diskům. Alternativní připojení prostřednictvím sběrnice PCIe, s nímž se pojí řada výhod s vyšší přenosovou rychlostí v čele. Přesně kvůli tomu jsou dnes NVMe SSD pevné disky aplikovány především tam, kde je vyžadován výkon z pohledu rychlosti čtení a zápisu.

Historie NVMe

Teď se v rámci historie zaměřme přímo na zkratku NVMe. V jejím případě se velice často setkáte se slovním spojením NVM express. Zkrácený název je jednoznačně výstižným spojením anglických výrazů Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification. Ještě dříve, než se zažil současný výraz NVMe, byla využívána zkratka NVMHCI. Zjednodušeně řečeno jde o rozhraní mezi komponentami počítače a samotným SSD diskem.

Historie NVMHCI sahá do roku 2007, kdy se začalo s ohledem na potřeby vyšších přenosových rychlostí koketovat právě s vytvořením tohoto rozhraní. Nutno podotknout, že prvopočátky probíhaly spíše na teoretické úrovni. Něco fyzické a hmatatelného vznikalo až o dva roky později. První verze NVMe však světlo světa spatřila až v roce 2011. Vše do značné míry zaštiťovala společnost Intel, a to v kombinaci s řadou ostatních technologických společností.

V následujících letech docházelo k novým a novým revizím tohoto rozhraní a zároveň začaly vznikat další pevné disky SSD neboli NVMe SSD. Slavný se stal například disk od společnosti Samsung s označením Enterprice, který se na prodejních pultech objevil v roce 2013. Sloučením různých společností pak došlo k vytvoření subjektu zvaného NVM Express Inc., jehož úkolem je inovovat toto rozhraní a starat se o rozvoj technologií, a to už od roku 2014.

Přednosti NVMe SSD disků

Když se podíváte na NVMe SSD pevné disky, napadne vás pravděpodobně jediné. Není to náhodou operační paměť RAM? Můžeme vás ujistit, že nikoliv, avšak svým provedením se jim hodně přibližují. U pevných disků tohoto typu naleznete rozhraní M.2, piny jsou po kratší straně.

Jednou z největších výhod NVMe SSD disků je to, že nezbytný diskový řadič je ve své podstatě nedílnou součástí procesoru. Oproti řešení SATA tím odpadá další hardwarová komponenta, což se promítá do samotného výkonu takových disků. Komunikace přes systémovou sběrnici PCIe toho nabízí více, než se na první pohled zdá.

S NVMe SSD disky dosáhnete rozhodně nižší latence. V této souvislosti lze zmínit krásné srovnání těch nejzásadnější věcí oproti klasického AHCI. NVMe podporuje více jader procesoru, latenci má 2,8 µs a hloubka řad je 64K řad o 64K příkazech. Kdežto AHCI má omezenou podporu více jader procesoru, latenci 6 µs a hloubku řad jen 1 řadu o 32 příkazech. Ve prospěch NVMe SSD disků hovoří počet IOPS, typ připojení, hodnoty přenosového pásma v MB/s a mnohé jiné. Kromě připojení M.2 se primárně v podnikovém prostředí můžete setkat i se zkratkou EDSFF neboli Enterprise and Data Center Standard Form Factor, kde na přetřes přichází ještě lepší dynamické kapacitní rozsahy, tepelná ochrana apod.

A co dalšího vypíchnout v rámci NVMe SSD disků? V porovnání s klasickými HDD disky je to bezpochyby nižší energetická náročnost. Kromě již několikrát zmiňované vyšší přenosové rychlosti je to vyšší životnost pevného disku. Žádné mechanické části rovná se minimální možnost jakéhokoliv poškození, čímž roste celková spolehlivost těchto úložišť. Podstatnou roli pochopitelně sehrává i softwarová podpora, která by měla být optimalizována pro NVMe SSD disky. I díky ní je využit maximální potenciál disků. Podpora je dnes nedílnou součástí všech operačních systémů, od Microsoft Windows, přes OS X od Applu, až po Linux, OpenBSD, FreeBSD, WMware, Solaris, Chrome OS a ostatní.

Parametry NVMe pevných disků

Při volbě NVMe SSD disků byste se měli zamyslet nad tím, kde je použijete. Od toho se odvíjí některé další parametry. Standardně jsou nedílnou součástí výpočetní techniky využívané pro zpracování multimédií, 3D grafiky, ale také v rámci zpracování video obsahu. Jde o vícenásobné zpracování dat, kde je NVMe disk naprostým standardem. Dále jsou aplikovány v podnikových a serverových řešeních, protože asi každý správce IT chce svým uživatelům zajistit svižný databázový systém. Dalo by se tedy říci, že použitelnost je od notebooků, přes stolní počítače, až po datová úložiště.

V této souvislosti je podstatné přihlížet k celkové kapacitě, která může atakovat hodnotu 8 TB. Interní rozhraní M.2 lze samozřejmě ještě dále škálovat dle použité techniky na PCIe 3.0, PCIe 4.0 nebo PCIe 5.0. S rychlostí čtení a zápisu NVMe SSD disku se pojí i velikost vyrovnávací paměti. V závislosti na volbě disku od konkrétního výrobce se nabízí řada speciálních funkcí – 3D NAND, TRIM, TLC, QLC, 3D TLC, RGB osvětlení, End-to-End Data Protection, Smart ECC a ostatní.

Obecně lze říci, že rychlost a výkon NVMe SSD disku se do značné míry odvíjí od konkrétní infrastruktury.