Entender la tecnología SSD NVMe: Ventajas de la tecnología SSD PCIe

En este artículo:

  1. Entender la tecnología SSD NVMe: Ventajas de la tecnología SSD PCIe

Entender la tecnología SSD NVMe: Ventajas de la tecnología SSD PCIe

Este artículo compara los controladores de comunicación AHCI tradicionales con los controladores de comunicación NVMe, las velocidades de transferencia de los buses de datos SATA y PCIe, los factores de forma PCIe SSD disponibles y las ventajas generales de adoptar la tecnología NVMe SSD.

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Las unidades SSD NVMe son la última adaptación a la informática industrial. NVMe significa Non-Volatile Memory Express y es la nueva interfaz de comunicación y controlador que define un conjunto de comandos y funciones para las SSD basadas en PCIe con el objetivo de aumentar el rendimiento y la interoperabilidad en una amplia gama de sistemas industriales.

Comparación de velocidades de transferencia: SATA frente a PCIe

Los buses de datos PCIe proporcionan un aumento significativo en las velocidades de transferencia de datos frente al bus de datos SATA. Utilizando 16 carriles, PCIe Gen 4 puede transferir datos a 32.000 MB/s.

Bus de datos

Generación

Velocidades de transferencia

SATA

SATA I

150 MB/s

SATA II

300 MB/s

SATA III

600 MB/s

PCIe

PCIe Gen 2

500 MB/s por carril

PCIe Gen 3

1.000 MB/s por carril

PCIe Gen 4

2.000 MB/s por carril

Comparación de controladores de comunicación AHCI con controladores de comunicación NVMe

AHCI

NVMe

Diseñado para unidades de disco duro con tecnología de disco giratorio

Diseñado para SSD con tecnología flash

Sólo tiene 1 cola de comandos

Tiene 64.000 colas de comandos

Sólo puede enviar 32 comandos por cola

Puede enviar 64.000 comandos por cola

Los comandos utilizan muchos ciclos de CPU

Los comandos utilizan pocos ciclos de CPU

Tiene una latencia de 6 microsegundos

Tiene una latencia de 2,8 microsegundos

Debe comunicarse con el controlador SATA

Se comunica directamente con la CPU del sistema

IOPS de hasta 100.000

IOP superiores a 1.000.000

¿Qué formatos de SSD están disponibles para los buses de datos SATA y PCIe?

Las unidades SSD están disponibles en una amplia gama de factores de forma que utilizan el bus de datos SATA o PCIe. Los mini PC industriales están empezando a adoptar el almacenamiento M.2 con bus de datos SATA o PCIe. Disponible en tres dimensiones, el tamaño de una SSD M.2 puede deducirse normalmente del nombre de la tarjeta: 2242, 2260 y 2280. Los dos primeros dígitos representan la anchura de las tarjetas M.2 en mm, mientras que los dos últimos dígitos representan la longitud de las tarjetas M.2 en mm. Cuanto más largas son las tarjetas SSD M.2, más capacidad de almacenamiento tienen gracias a la posibilidad de alojar más chips flash NAND. La imagen de abajo muestra Transcend M.2 SSDs en diferentes longitudes.

A la hora de elegir la unidad SSD M.2 de longitud adecuada, primero hay que tener en cuenta cuántas unidades SSD se instalarán en el ordenador industrial y cómo afectará esto a la gestión térmica, ya que se trata de un factor importante para mantener el rendimiento. La inestabilidad y la reducción de la vida útil son un efecto secundario si el ordenador industrial no puede disipar eficazmente el calor adicional.

Bus de datos

Factor de forma SSD

SATA

2.5" SSD

sSD mSATA

M.2 SSD

PCIe

SSD HHHL - Mitad de altura, mitad de longitud*

M.2 SSD

SSD U.2

*Las versiones AHCI de estas unidades se conectan a la ranura PCIe pero utilizan los controladores AHCI. Algunas versiones antiguas de HHHL utilizan controladores propietarios. Las versiones NVM suelen utilizar controladores nativos del sistema operativo.

Ventajas de la tecnología NVMe

Almacenamiento superior: Los zócalos PCIe transfieren hasta 25 veces más datos que su equivalente SATA

Velocidad superior: NVMe comienza a enviar comandos más de 2 veces más rápido que los controladores AHCI. Las operaciones de entrada/salida por segundo de NVMe superan el millón y son hasta un 900% más rápidas que su equivalente AHCI.

Compatibilidad superior - NVMe elimina al intermediario comunicándose directamente con la CPU del sistema. Las unidades basadas en NVMe funcionan con los principales sistemas operativos, independientemente del factor de forma.

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