NVMe vs SSD: Vitesse, stockage et erreurs à éviter

Le SSD (solid-state drive) est un type de support de stockage non volatile qui stocke des données persistantes sur la mémoire flash. Il comporte deux parties essentielles: une mémoire flash NAND et un contrôleur flash optimisé pour offrir des performances de lecture-écriture élevées dans la récupération de données séquentielle et aléatoire. Les SSD n’ont pas de pièces mobiles, donc pas de rupture, de rotation vers le haut ou vers le bas, comme c’était le cas avec les disques durs déchiquetés avec leurs supports magnétiques rotatifs. SSD offre un avantage de performance distinct. Dans le passé, le prix des disques SSD était bien plus élevé que celui des disques durs. Pourtant, avec les améliorations de la technologie de fabrication et de la capacité des puces, les prix baissent continuellement, ce qui en vaut la peine.

Les SSD offrent des vitesses de transfert élevées, une faible latence même avec un accès aléatoire aux données, une plus grande durabilité mais pas pour une utilisation de stockage hiérarchique, et on s’attend à ce qu’il n’y ait pas de bruit de pièces mobiles. L’amélioration des performances est visible dans les utilisations quotidiennes, comme les vitesses de démarrage et d’arrêt rapides du système, le lancement de l’application est plus robuste et le système est plus fluide et sans retard. Vous devrez essayer un SSD pour voir la magie qu’il joue avec les performances et l’agilité de votre système informatique pour gérer de lourdes charges.

Pour les gains de performances perçus et réels, le stockage était le dernier goulot d’étranglement, qui a été éliminé avec l’avènement des SSD, puis des solutions de stockage SSD NVMe hautes performances. Les SSD flash NAND ont radicalement amélioré les performances d’entrée-sortie, les temps d’accès sont passés de 6 à 12 millisecondes à moins de 1 ms. Cependant, les temps d’accès inférieurs à 1 ms et les E / S vertigineuses n’étaient pas proches de la capacité réelle de ce que les lecteurs flash pouvaient faire. Le problème était l’ancien matériel et logiciel qui a été construit il y a plus de cinq décennies pour les disques durs au lieu des disques SSD ultra-rapides.

Plusieurs types de SSD disponibles qui rivalisent les uns avec les autres en termes de performances et de facteur de forme, l’efficacité réelle et la robustesse de la mémoire flash ont été atteints.

Qu’est-ce qu’un SSD SATA?

La technologie SATA (Serial ATA) a été introduite en 2003, remplaçant l’ancienne PATA (Parallel ATA) comme standard d’interface de connexion de stockage dans les ordinateurs. Il a été inauguré comme un connecteur universel impliquant un cordon d’alimentation et un câble de données SATA, un débit vertigineux en vitesses de lecture-écriture. À l’heure actuelle, SATA est le titulaire du marché et est principalement utilisé pour connecter un SSD au système informatique. SATA utilise le protocole de commande AHCI et prend en charge l’E, qui a principalement été conçu pour les lecteurs de disques tournants plus anciens et lents et non pour le stockage robuste basé sur flash.

Même à ce jour, si l’on considère l’espace de stockage, les disques durs ont un net avantage sur les SSD car ils coûtent moins cher par gigaoctet et conservent les données plus longtemps.

Compatibilité matérielle

L’interface SATA a été établie au moment de la rotation des disques durs, et les entreprises n’ont apporté aucune modification de compatibilité. Les SSD SATA peuvent utiliser l’infrastructure existante pour remplacer les anciens disques durs par un nouveau disque SATA. Pourtant, les progrès récents dans la forme de NVMe ne correspondent pas aux ports SATA et nécessitent un port M.2, ce qui est plutôt difficile à trouver dans les ordinateurs personnels ou les ordinateurs portables grand public.

Performances SATA

La vitesse théorique de SATA 3.0 est de 750 Mo / s, tandis qu’en raison des frais généraux physiques et de l’encodage pendant le transfert lui-même, le taux de transfert effectif que vous obtiendrez avec le nouveau modèle SATA est d’environ 600 Mo / s, ce qui est assez rapide pour une interface SATA limitante.

Économique

La différence entre les SSD SATA et PCIe est significative en termes de coût par gigaoctet, mais les disques SATA vous donneront plus de stockage pour votre argent, et nous savons que lorsqu’il s’agit de stockage, nous pensons à l’espace, pas à la vitesse principalement. Le SSD SATA peut vous donner un téraoctet ou deux pour le même prix que 250 Go ou 500 Go de disque NVMe haute performance, bien que la différence de vitesse ne soit pas perceptible pour les utilisateurs réguliers.

Erreurs à éviter

  • La défragmentation ne concerne pas les SSD et peut affecter négativement sa durée de vie. Les SSD sauvegardent les données en blocs et peuvent lire de manière aléatoire à partir de n’importe quel emplacement, qu’il soit contigu ou aléatoire. Vous surchargerez le lecteur flash lorsque vous défragmenterez.
  • N’utilisez pas le SSD à pleine capacité ou vous risquez de l’étouffer. Parce que ses performances sont affectées, principalement les vitesses d’écriture, il est suggéré d’avoir un minimum de 25% de votre espace de stockage libre pour des performances améliorées.
  • Les SSD modernes sont livrés avec un mécanisme de collecte des ordures intégré. La question de savoir si la commande TRIM doit être activée ou non est une question basée sur le système d’exploitation spécifique que vous utilisez et doit être examinée car elle peut encombrer les données indésirables de votre lecteur et doit être gérée correctement.

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Qu’est-ce que le SSD NVMe?

Non-Volatile Memory Express (NVMe) est la dernière interface logicielle standard de l’industrie pour les SSD PCIe. Formellement, il s’agit d’une interface de contrôleur hôte évolutive optimisée conçue pour répondre aux besoins des centres de données, des entreprises et des systèmes clients qui utilisent des disques SSD basés sur PCI Express (PCIe). » NVMe est une couche entre le pilote de périphérique et le périphérique PCIe, normalisant les règles en mettant l’accent sur l’évolutivité, la faible latence et la sécurité.

La norme développée pour permettre aux SSD modernes de fonctionner à des vitesses dont la mémoire flash est capable, un net avantage avec une lecture-écriture plus rapide. Le SSD NVMe permet à la mémoire flash de fonctionner directement via l’interface de bus série PCI Express (PCIe) car il offre une bande passante élevée en raison de sa connexion directe au processeur plutôt que de fonctionner via les vitesses SATA limitantes. Comme les SSD ont remplacé les HHD plus lents en tant que stockage principal, une interface rapide était nécessaire pour obtenir une utilisation optimale des capacités de vitesse plus rapides.

En d’autres termes, c’est une représentation technologique du bus, le composant mémoire (SSD) utilisé pour communiquer avec l’ordinateur, et pas exactement un nouveau type de mémoire. Une interface de communication et un pilote qui décrit un ensemble de commandes et un ensemble de fonctionnalités de SSD basé sur PCIe. Il est disponible en deux facteurs de forme, une carte d’extension M.2 ou PCIe, un connecteur U.2 de 2,5 pouces, mais avec les deux facteurs de forme, il se connecte directement électriquement à la carte mère via la connexion PCIe plutôt que SATA.

Le NVMe prend en charge jusqu’à 64K commandes par file d’attente, mais le protocole ne nécessite que treize commandes pour fournir des performances élevées. L’interface est conçue pour une évolutivité élevée et une indépendance NVM permettant aux technologies de nouvelle génération de fournir des E / S de 4 Ko en seulement 10 µs ou moins, ce qui représente environ un millième de la latence d’un disque SATA haute puissance de 7 200 TR / min.

NVMe est une amélioration par rapport aux dernières interfaces comme Serial ATA (SATA) et Serial Attached SCSI (SAS), qui ont été développées pour les disques durs minables (disques durs) et étaient utilisées jusqu’à présent même lorsqu’elles étaient remplacées par des SSD car la technologie de mémoire évoluait rapidement. Pourtant, l’interface de communication n’a pas reçu l’attention appropriée. Les disques durs sont toujours utilisés car ils offrent une grande capacité et un stockage bon marché, alors que la mémoire flash n’était auparavant utilisée que dans les appareils mobiles tels que les tablettes, les smartphones, mais arrivent maintenant plus rapidement sur le marché des ordinateurs primaires en raison de vitesses fulgurantes et relativement moins chères qu’auparavant.

Bien que les benchmarks de disque ne soient pas en effet un indicateur précis des performances de la mémoire, ils offrent une base de référence de ce qui est probable avec un lecteur et un système particuliers. Vous pouvez constater une nette différence de performances lorsque vous utilisez NVMe, avec un débit de lecture / écriture beaucoup plus élevé que les disques durs et des SSD SATA plus lents également à la traîne. Alors que les prix continuent de baisser pour les derniers SSD NVMe, ils deviennent monnaie courante pour les utilisateurs normaux d’ordinateurs personnels.

NVMe permet aux lecteurs d’utiliser une connexion PCI Express, ce qui apporte de nombreux avantages par rapport à l’interface SSD SATA, réalisables pour de nombreux scénarios d’application et d’utilisation. NVMe n’a pas besoin du HBA intermédiaire et peut se connecter à un plus grand nombre de voies PCIe. Une voie SAS fonctionne à 12 Go par seconde, ce qui se contracte à environ 1 Go par seconde après les frais généraux. De plus, une voie SATA supporte la moitié de cela, tandis que la voie PCIe fonctionne à 1 Go par seconde, et un SSD NVMe standard peut être connecté à quatre voies de ce type, prenant en charge jusqu’à 4 Go par seconde. Ainsi, un SSD SATA fonctionne à 0,5 Go par seconde et un SSD NVMe à environ 3 Go par seconde, ce qui représente un débit six fois plus élevé.

Vitesse

Le NVMe n’est pas affecté par les restrictions d’interface ATA car il se trouve directement sur le dessus du PCI Express directement connecté au processeur. Cela se traduit par des opérations d’entrée / sortie par Seconde (IOPs) 4 fois plus rapides que l’option SAS la plus rapide. Le temps de recherche des données est dix fois plus rapide. NVMe peut fournir une vitesse de lecture-écriture soutenue de 2000 Mo par seconde, bien plus rapide que le SSD SATA III, qui limite à 600 Mo par seconde. Ici, le goulot d’étranglement est la technologie NAND, qui progresse rapidement, ce qui signifie que nous verrons probablement des vitesses plus élevées bientôt avec NVMe.

Performance

NVMe permet aux disques de bénéficier du même ” pool  » de voies qui se connectent directement au processeur. Cela offre des performances évolutives en allant au-delà des quatre voies conventionnelles trouvées dans la plupart des SSD PCIe et en les utilisant pour des performances supplémentaires. Les sockets PCIe transfèrent plus de 25 fois plus de données que leur équivalent SATA.

Économes en énergie

Les lecteurs NVMe consomment une quantité dérisoire d’énergie en mode veille. Certaines des sociétés NVMe ont adopté le mode veille à faible consommation d’énergie L1.2, ce qui signifie que la consommation d’énergie sera inférieure à 2 Mw. Une réduction drastique de 97% par rapport aux 50 Mw utilisés par un État L1, largement utilisés aujourd’hui. En plus de la faible consommation d’énergie au ralenti, d’autres états d’alimentation sont disponibles pour les utilisateurs professionnels qui peuvent en bénéficier pour économiser de l’énergie.

Compatibilité

Quel que soit le facteur de forme, NVMe communique directement avec le processeur du système et fonctionne avec tous les principaux systèmes d’exploitation.

Sécurité

Les SSD NVMe renforcent les solutions de sécurité standard telles que Opal SSC et Enterprise SSC par le Trusted Computing Group, en prenant en charge les commandes de conteneur de sécurité similaires aux commandes de conteneur de sécurité présentes dans le SCSI.

Erreurs à éviter

Chaque bonne chose a ses inconvénients, et le cas est le même ici avec le stockage NVMe, ce qui entraîne des problèmes de performances et entraîne des coûts et des inconvénients supplémentaires. Quelques-unes des erreurs courantes et des erreurs qui peuvent être évitées sont:

  • Rappelez-vous, NVMe est une interface de communication et un protocole de stockage, pas un périphérique de stockage.
  • Déployez un stockage SSD groupé dans le centre de données, qui place un cache de stockage SSD avant les disques de plus grande capacité pour fournir des performances rentables et améliorées.
  • Ne jugez pas un SSD NVMe sur la base du prix ; il peut vous coûter en endurance, en qualité de service et en cohérence des E/S.
  • Une analyse coûts-avantages est recommandée et l’analyse des exigences de performance des charges de travail d’application pour déterminer si vous avez besoin de la transition.
  • Ne déployez pas NVMe au-dessus de la même architecture utilisée pour le flash conventionnel, car le contrôleur traditionnel ne peut gérer que de faibles niveaux de traitement d’E / S et créer une latence et des performances de plafonnement.

La technologie de stockage a considérablement progressé au cours de la dernière décennie. Avant l’avènement des SSD, les disques durs étaient le seul type de stockage accessible et étaient assez lents, mais les systèmes de l’époque n’étaient pas non plus si efficaces pour avoir besoin d’un stockage plus rapide. Lorsque les SSD sont arrivés, ils ont complètement changé le scénario pour les supports de stockage, avec leurs vitesses fulgurantes et leur facteur de forme pratique.

Compte tenu des performances exemplaires potentielles des SSD basés sur NAND, il était en effet clair que le nouveau bus et le nouveau protocole finiraient par remplacer les HHD délabrés ou, d’ailleurs, les SSD SATA. Pourtant, comme les premiers SSD étaient assez lents et massifs, il a été jugé plus faisable d’utiliser l’infrastructure de stockage SATA existante.

En regardant le NVMe vs SDD, alors que NVMe est une technologie très rapide et géniale, le SDD arrive toujours en tête, en particulier pour les équipes vidéo. Mais quand (ou si) ce jour arrive, ProMax sera là pour vous faire savoir quand il est temps d’acheter.

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