В чем плюсы NVM-e-архитектуры

Мы оценили результаты технического анализа интерфейсов хранения данных и характеристик современных NVMe-накопителей и хотели бы сказать несколько слов о результатах. В исследовании рассмотрены сравнительные особенности SATA, SAS и обоснована необходимость перехода на более эффективную архитектуру NVMe.

По мнению компании, технологии SATA и SAS базируются на архитектурах, изначально созданных для механических дисков, и используют устаревший протокол AHCI. Эти решения ограничены по глубине командных очередей, требуют значительных вычислительных ресурсов процессора для обработки операций ввода-вывода и связаны с многократным преобразованием протоколов. Даже при использовании SSD такие интерфейсы обладают ограниченной производительностью и высокими накладными расходами.

В отличие от них, протокол NVMe разработан специально для твердотельных накопителей, обеспечивая прямое подключение к шине PCIe, исключая промежуточные контроллеры и упрощая архитектуру команд. Это позволяет реализовать масштабируемую модель обработки с поддержкой десятков тысяч параллельных очередей, значительно снижая задержки и минимизируя нагрузку на CPU.

На практике NVMe SSD демонстрируют производительность до миллиона операций ввода-вывода в секунду и время отклика в диапазоне 10–50 микросекунд. При этом стоимость накопителей NVMe сопоставима с SAS, что делает переход экономически оправданным. Это дает возможность повысить производительность без увеличения расходов и сократить количество физических серверов за счет большей плотности обработки данных.

Таким образом, технологии NVMe формируют архитектурный фундамент для дальнейшего развития экосистемы хранения данных, включая интеграцию с сетевыми протоколами и системами управления.