Основная информация о NVMe

1. Основные особенности
2. производительность
3. История в Linux
4. интерфейсы
5. У.2 2,5 "(SFF-8639)
6. Надстройка (PCIe)
7. связи

NVM Express (спецификация интерфейса хост-контроллера энергонезависимой памяти NVMe) - это оптимизированный интерфейс шины PCIe для твердотельных накопителей, подключенных через интерфейс PCI Express. Сама спецификация не ограничивается только твердотельными накопителями, но обычно предназначена для энергонезависимой (постоянной) памяти. NVM Express был разработан с нуля, с низкой задержкой и внутренним параллелизмом устройств хранения данных на базе флэш-памяти, что отражает параллельность современных процессоров, платформ и приложений. Интерфейс позволяет аппаратному и программному уровню хоста в полной мере использовать преимущества параллелизма, характерного для современной памяти SSD. В результате NVMe уменьшает нагрузку ввода-вывода и приносит много улучшений производительности по сравнению с предыдущими интерфейсами логических устройств, такими как использование множества длинных очередей команд и ограничение задержки. Устройства NVMe представлены в виде стандартных форматов карт расширения PCI Express, а также 2,5-дюймовых устройств, подобных жестким дискам, которые обеспечивают 4-полосный интерфейс PCI Express через разъем U.2 (ранее известный как SFF-8639). Важное примечание : твердотельные накопители используют шину PCIe, но в качестве протокола связи используется NVMe.

Основные особенности

Интерфейс NVMe отличает следующие ключевые особенности: [1]

• Упрощенный набор команд

10 административных команд и 3 команды ввода / вывода, которые классифицируются как «обязательные».

Поддерживает до 64 тыс. Очередей ввода / вывода, каждая из которых может содержать до 64 тыс. Команд «в полете». Кроме того, отдельным очередям могут быть назначены приоритеты. В случае с NVMe, так называемые очередь представления и реализации. В очередях отправки сообщения пересылаются с хоста на контроллер, в очереди выполнения - наоборот. Эти очереди очень эффективны для многопроцессорных архитектур, где очереди могут выделяться и прерываться для каждого ядра.

Это позволяет больше прерываний на устройстве и их нацеливание в многопроцессорных средах. [2]

• Больше пространств имен на одном устройстве

Устройство NVMe может быть разделено между различными пространствами имен, которые составляют одно логическое целое.

Двухпортовые SSD или диски с PCIe-коммутаторами могут быть подключены к нескольким хостам. Уникальный идентификатор генерируется для каждого пространства имен, которое различает хосты.

• Автономные державы

Без управления операционной системой производятся изменения источника питания.

Вы можете назначить уменьшение задержки для более эффективного выполнения команд. В отличие от AHCI, для выполнения команды не нужно читать записи из NVMe. В случае с NVMe достаточно сохранить новое значение в очереди. [3]

производительность

Интерфейс PCIe сам по себе обеспечивает высокую производительность и поэтому идеально подходит для твердотельных накопителей:

• ~ 1 ГБ / с для каждой полосы (Gen3), например, с x8 PCIe 3.0 8 ГБ / с для каждого устройства
• Меньшие задержки, 3 нас из 10us
• Прямое подключение к процессору (Gen3), а не через чипсет (Gen2)

История в Linux

смотри История NVMe в Linux (Intel.com)

• Kernel 3.3 2011, Merge in Mainline 2012 (NVMe 1.0c) [4]
• Ядро 3.6, Поддерживает блоки больше 512 байт
• Ядро 3.9, Discard / Trim
• Ядро 3.10, Био Расщепление
• Ядро 3.12, Управление питанием: приостановить / возобновить
• Ядро 3.14, отказ контроллера и восстановление
• Ядро 3.15, процессор горячей замены
• Ядро 3.16, Флеш
• Ядро 3.19, драйвер blk-mq [5]
• Ядро 4.0, устройство-маппер многолучевого распространения
• Ядро 4.1, Расширения целостности данных

интерфейсы

M.2

Интерфейс формата M.2 в основном распространяется в клиентских системах. [6] Интерфейс M.2 - более быстрый, компактный и практичный преемник стандарта mSATA, [7]

У.2 2,5 "(SFF-8639)

Интерфейс U.2 до недавнего времени назывался SFF-8639 и включает твердотельные накопители NVMe в 2,5-дюймовом формате. В клиентской среде интерфейс U.2 не очень распространен, но доступны адаптеры преобразования M.2 в U.2. [8] Эти адаптеры часто преобразуются в разъем miniSAS HD, который заканчивается кабелем с разъемом U.2. Еще одним преимуществом интерфейса U2 является совместимость с SATA, SAS и SATA Express. [9]

Надстройка (PCIe)

Память SSD также может быть в виде карт, установленных непосредственно в разъем PCI Express. [10] [11] До разработки спецификаций NVM SSD SSD использовали один и тот же разъем, но они не относились к стандартизированному интерфейсу.

связи

Автор: Георг Шенбергер

Похожие

Комментарии