计算机 - NVMe 内存

什么是非易失性内存高速接口 (NVMe)？

NVMe（非易失性内存高速接口）是一种协议，它使用 PCI Express (PCIe) 接口将固态硬盘 (SSD) 存储连接到服务器或 CPU。它是连接到计算机主板的非易失性内存高速接口 (NVMe) 的最快且最流行的协议。NVMe 由一群 IT 专业人员于 2011 年开发；该设备是 SATA 和串行连接 SCSI (SAS) 协议的替代方案，它提供更高的吞吐量，从而实现更快、更可靠的性能。除了存储和技术进步外，NVMe 还帮助加速了物联网 (IoT)、人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 等关键技术的开发。

NVMe 协议专用于数据传输，每次输入/输出操作每秒的系统开销很低。它用于带有闪存的 SSD。NVMe 解决了 SATA 接口和通信协议中的瓶颈。NVMe 技术使用 PCIe 总线而不是 SATA 总线来释放存储设备的巨大带宽潜力。NVMe 技术通过提高不同平台的经济性、性能和兼容性，为存储设备解锁了不同的可能性。

最近数据存储技术的进步促使组织和个人从传统的硬盘驱动器 (HDD) 转向快速数据传输和低延迟的固态硬盘 (SSD)。SSD 和 NVMe 是两种不同类型的驱动器，可以互补使用。SSD 是基于半导体的存储，包括闪存存储，而 NVMe 是一种数据传输协议，它在带有闪存的 SSD 中使用每秒输入/输出操作的系统开销更低的特性。预计 NVMe 技术将在未来成为新的行业标准。

为什么 NVMe 如此重要？

NVMe 具有外围组件互连高速接口 (PCIe) 总线，其传输速度最高可达每秒 20 吉比特 (Gbps)。NVMe 设备不需要供电即可保留其内存。与其他技术不同，NVMe 存储可以直接使用 PCIe 插槽连接到计算机的 CPU，并使驱动器的闪存能够通过 PCIe 运行。

NVMe 技术具有快速的数据传输速度，并允许并行处理和轮询；NVMe SSD 可以优化响应时间和写入速度，并减少延迟以避免 CPU 瓶颈。此外，NVMe 技术比流行的小型计算机系统接口 (SCSI) 更省电。

NVMe 的特性

NVMe 的一些关键特性如下：

• 高吞吐量和低延迟 - NVMe 利用高速 PCIe 总线实现低延迟，从而实现更快的数 据传输速率。
• 性能增强 - 其低延迟和高速数据传输特性显著提高了存储系统的性能。
• 可扩展性 - NVMe 的结构设计使其具有可扩展性，可以通过与未来的存储进步兼容来提高性能。
• 成本效益 - 其更高的性能和耐用性通常由于提高的生产力和减少的停机时间而带来长期的成本优势。
• 面向未来 - NVMe 具有高度的可扩展性，并与所有新兴的持久性内存技术兼容。

NVMe 如何工作？

NVMe 是一种存储传输技术，允许您快速访问来自闪存存储设备（如 SSD）的数据。它允许闪存使用高速外围组件互连高速接口 (PCIe) 总线直接与计算机通信，从而实现快速、高吞吐量和并行数据传输。NVMe 通过高速外围组件互连高速接口 (PCIe) 总线在存储接口和系统 CPU 之间进行通信。NVMe 协议的开发是为了与快速介质一起使用。

NVMe 的工作始于主机；它们写入 I/O 命令。NVMe 控制器检索并执行 I/O 命令队列，然后返回 I/O 完成队列，然后向主机发出中断。主机记录 I/O 完成队列并清除门寄存器。与串行连接 SCSI (SAS) 和串行 ATA (SATA) 等标准传输协议相比，它减少了开销，NVMe 针对非一致性内存访问 (NUMA) 进行了优化，这意味着它可以跨多个 CPU 内核处理队列。

NVMe 的优势

NVMe 的一些关键优势如下：

• NVMe 技术提供了存储、速度和兼容性特性。
• 它使用 PCIe 插槽，从而实现更快的数 据传输。
• NVMe 直接与系统通信。
• NVMe 驱动器适用于所有主要操作系统，而不管其形状因素如何。
• 它最适合利用 SSD 并使用 PCIe 在存储接口和系统的 CPU 之间进行通信。
• 其性能显著提高。
• NVMe 专为 SSD 设计，最终将成为下一个行业标准。