هارد NVMe چیست و چرا باید برای سرور خریداری شود

مطمئنا هنگامی که دنبال خرید هاست یا سرور بودید راهکار درایوهای NVMe را شنیده اید. در این پست از سرور اچ پی قصد داریم به بیان اینکه هارد NVMe چیست و چرا باید برای سرور خریداری شود بپردازیم.

هارد درایوهای NVMe از فناوری نسبتاً جدیدی برای ارائه سریعترین فضای ذخیره سازی موجود امروزی استفاده می کنند، اما تکنولوژی NVMe چیست؟ چرا باید از هاردهای NVMe بر روی سرور استفاده کرد؟

در این پست بررسی کامل هاردهای اس اس دی NVMe و مزایای سرویس دهی پایگاه داده یا برنامه های کاربردی شما از سروری با درایو دیسک NVMe ارائه شده است.

لزوم نیاز به تکنولوژی NVMe

هارد درایوهای (SSD) و هارد دیسکهای استاندارد (HDD) از طریق اتصالات IDE یا SATA با مادربرد سرور ارتباط برقرار می کنند.

SATA در ابتدا برای استفاده با هارد دیسک ها طراحی شد و به رایج ترین رابط برای اتصال SSD های اولیه تبدیل شد. طولی نکشید که فناوری SSD با SATA به آستانه خود رسید.

SSD ها به دلیل محدودیت های رابط SATA نمی توانند سرعت های بالاتری ارائه دهند. راه حل برون رفت از این محدودیت ، توسعه فناوری حافظه غیر فرار (NVMe) بود.

در سال ۲۰۰۹، بیش از ۹۰ شرکت بین المللی، گروه کاری تولیدی تحقیقاتی NVM Express را برای شروع کار فنی روی درایوهای NVMe تشکیل دادند.

هارد دیسک‌های SSD NVMe درایوهای حالت جامد با پروتکل رابط متفاوت هستند. توسعه دهندگان به جای تکیه بر توان عملیاتی محدود SATA، پروتکلی برای ارتباط با گذرگاه اکسپرس PCI ایجاد کردند.

هارد درایوهای اولیه NVMe به عنوان کارت های افزونه با استفاده از رابط PCIe ۲.۰ یا PCIe ۳.۰ طراحی شدند. این درایوها به سوکت PCIe در مادربرد سرور یا کامپیوتر متصل می شوند.

شرکت ها همچنین شروع به تولید درایوهای ۲.۵ اینچی NVMe کردند که با استفاده از کانکتور U.۲ یا U.۳ با مادربرد ارتباط برقرار می کنند.

اکثر SSD های مدرن اکنون دارای فناوری NVMe هستند. این درایوها از کانکتور SATA Express و پروتکل M.۲ استفاده می کنند.

اگر در چند سال گذشته لپ‌تاپ خریداری کرده‌اید، احتمالاً دارای یک NVMe SSD با حافظه فلش NAND است. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص نکات مهم در انتخاب هارد SSD به لینک مراجعه نمایید.

NVMe چیست؟

NVMe مخفف NVMe (non-volatile memory express) یک مشخصات رابط منطقی دستگاه است. اساساً، این فناوری برای دسترسی به حافظه فلش مورد استفاده در درایوهای حالت جامد (SSD) است.

همانطور که گفته شد، برای ارتباط از پورت PCI Express استفاده می کند که تفاوت اولیه درایوهای NVMe با فناوری های قدیمی تر است. NVMe از ابتدا برای کار با تأخیر کمتر ارائه شده توسط پورت PCI Express و فناوری SSD توسعه یافته است.

استفاده از پورت PCI Express به درایوهای NVMe اجازه می دهد تا عملیات ورودی خروجی بیشتری در هر ثانیه (IOP) در مقایسه با رابط ATA که برای درایوهای قدیمی استفاده می شود، ارائه دهند. در مباحث سرور و استوریج های پیشرفته که میزان IOPS بسیار مهم هست، بسیار کاربردی می باشند.

قبل از استفاده از فناوری NVMe، SCSI متصل به سریال (SAS) سریعترین گزینه موجود بود. رابط های SAS-۳ توان خروجی ۱۲ گیگابیت بر ثانیه را ارائه می دهند که نسبت به توان خروجی ۶ گیگابیت بر ثانیه ارائه شده توسط رابط های SATA بهبود یافته است.

هنگام استفاده از پیکربندی ۱۶ خطی PCI Express، درایوهای NVMe توان خروجی ۱۶ گیگابیت بر ثانیه را ارائه می‌کنند. با این حال، افزایش IOP ها تنها یکی از پیشرفت های فناوری NVMe بود.

هاردهای NVMe نیز از فرآیند صف بندی متفاوتی استفاده می کنند. درایوهای SATA SSD تنها می‌توانند یک فرمان را در یک زمان با عمق فرمان صف ۳۲ انجام دهند. SAS عمق فرمان صف ۲۵۴ را ارائه می‌دهد. فناوری NVMe می‌تواند ۶۴۰۰۰ صف را با ۶۴۰۰۰ ورودی در هر صف مدیریت کند.

از آنجایی که هارد درایوهای NVMe به جای رابط کنترلر به خطوط PCI Express متکی هستند، NVMe نیز یک فناوری مقیاس پذیر است. در حال حاضر، SSD های NVMe معمولی از چهار خط استفاده می کنند، اما به طور بالقوه می توانند از تمام ۱۶ خطوط PCIe استفاده کنند.

فناوری NVMe در مقایسه با فناوری های قدیمی تر برق و انرژی کمتری مصرف می کنند. هاردهای NVMe می توانند از حالت کم مصرف برای کاهش قابل توجه مصرف برق استفاده کنند. این درایوها از حالت آماده به کار کم مصرف برای کاهش ۹۷ درصدی برق در حالت بیکار استفاده می کنند.

در طول توسعه NVMe، کنسرسیوم توسعه دهندگان اطمینان حاصل کردند که مجموعه دستورات NVMe از دستورات کانتینر امنیتی مورد استفاده در رابط های SCIS، ATA و ACS پشتیبانی می کند. این امر به درایوهای NVMe اجازه می‌دهد تا از معیارهای امنیتی داده‌های استاندارد صنعتی پشتیبانی کنند.

برای خریداران هاست یا سرور مجازی این چه معنایی دارد؟ معنای آن این است که مزایای سرورهای مجازی NVMe VPS بسیار قابل توجه است.

چرا از درایوهای NVMe استفاده کنیم؟

برخی از مزایای اصلی فناوری NVMe در سرورها عبارتند از:

• تنگناهای سروری بسیار کمتر
• عملکرد کلی بهتر
• تجربه کاربری بهبود یافته

کسب و کارها به داده ها متکی هستند. شما از داده ها برای وب سایت خود، برنامه های کاربردی مبتنی بر وب و محصولات مختلف ابری SaaS استفاده می کنید. با سرورهایی که روی SSD یا HDD های استاندارد کار می کنند، ممکن است به دلیل درخواست های زیاد یا اتصالات کاربر با گلوگاه هایی مواجه شوید.

تنگناها منجر به دسترسی آهسته تر به داده ها، کندی صفحات وب و تجربه کاربری ضعیف می شود. حتی ممکن است به دلیل محدودیت هارد دیسک های قدیمی، مشتریان خود را از دست بدهید.

تغییر به سرور NVMe می تواند به رفع این مشکلات کمک کند. سرعت خواندن و نوشتن سریعتر و صف‌بندی پیشرفته‌تر، عملکرد مطمئن‌تر و تجربه بهتری را برای کاربران یا کارمندان شما فراهم می‌کند.

مقایسه NVMe و HDD

در مقایسه‌های جانبی، درایوهای NVMe بسیار فراتر از هاردهای HDD‌ سنتی هستند. در حالی که فناوری استفاده شده در درایوها تفاوت عمده ای ایجاد می کند، IOPS های انجام شده توسط یک درایو به عوامل مختلفی از جمله CPU و حافظه کامپیوتر یا سرور بستگی دارد.

یک هارد SATA باید بین ۴۰ تا ۸۰ IOPS و سرعت خواندن و نوشتن حدود ۲۴۰ مگابیت بر ثانیه ارائه دهد. درایوهای NVMe PCIe می توانند بیش از ۳۰۰۰۰۰ IOPS و سرعت خواندن و نوشتن نزدیک به ۲ گیگابیت بر ثانیه ارائه دهند.

هاردهای HDD هیبریدی در مقایسه با HDD های سنتی پیشرفت قابل توجهی را ارائه می دهند. با این حال، فناوری NVMe هنوز نتایج بسیار بهتری ارائه می دهد.

مقایسه NVMe و SSD

NVMe چگونه با فناوری SSD مقایسه می شود؟ SSD های SATA اولیه دارای رابط های ۳ گیگابیت بر ثانیه و ۵۰۰۰ تا ۸۶۰۰ IOPS بودند. با ۶ گیگابیت بر ثانیه SATA SSD ها می توانند ۶۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ IOPS را ارائه دهند.

در یک تست بنچمارک معمولی، درایوهای NVMe حداقل ۶۰۰ درصد از SSD های SATA بهتر عمل می کنند. شما شش برابر عملکرد بهتری را دریافت می کنید. البته چیزهای بیشتری برای در نظر گرفتن وجود دارد.

سرعت کلی خواندن و نوشتن تنها یک عامل است. درایوهای NVMe همچنین در مقایسه با SATA SSD، دستورات صف بیشتری را انجام می دهند. همانطور که گفته شد، فناوری NVMe می تواند تا ۶۴۰۰۰ ورودی را پشتیبانی کند در حالی که حافظه های SSD SATA به ۲۵۴ ورودی محدود می شوند.

هاردهای SSD SATA نیز به محدودیت های خود رسیده اند. با توجه به رابط های SATA و SAS SSD های استاندارد نمی توانند سریع تر شوند. درایوهای NVMe هنوز به بالاترین عملکرد خود نرسیده اند.

تنها محدودیت فعلی فناوری NAND است. حافظه فلش NAND قلب فناوری درایوهای SSD می باشد. با توجه به تقاضا برای حافظه های فلش، شرکت ها به طور مداوم در تلاش برای بهبود این فناوری هستند. با بهبود فناوری NAND، درایوهای NVMe ممکن است تقویت شوند.

در سال‌های آینده، درایوهای NVMe ممکن است سرعت و عملکرد بالاتری را در مقایسه با SSD ارائه دهند.

چه کسانی از هاردهای NVMe استفاده می کنند؟

هارد درایوهای NVMe به شکل‌های مختلفی عرضه می‌شوند و گزینه‌های سازگاری را برای لپ‌تاپ، رایانه‌های شخصی و سرورها فراهم می‌کنند. اگر لپ تاپ یا رایانه شما نسبتاً جدید است، ممکن است یک درایو NVMe داخل آن باشد. با این حال سرورها بیشترین بهره را از این فناوری می برند.

سرورها اغلب برای سرور برنامه های پایگاه داده، برنامه های کاربردی SaaS و سایر راه حل های سازمانی مبتنی بر وب استفاده می شوند. عملکرد سرور به طور مستقیم بر عملکرد برنامه یا نرم افزار شما تأثیر می گذارد.

هر سروری از راه حل های ذخیره سازی سریعتر سود می برد. با سرعت خواندن و نوشتن سریع‌تر، سرور به سرعت عملکرد خود را افزایش می‌دهد.

استفاده از یک سرور با هاردهای SSD NVMe برای برنامه های کاربردی بسیار مفید است. برنامه های سنگین منابع ممکن است نیاز به انجام هزاران عملیات در ثانیه داشته باشند. فناوری NVMe تنها راه حلی است که می تواند با درخواست های برنامه مطابقت داشته باشد و عملکرد روان تر را تضمین کند.

در حالی که هاردهای NVMe در مقایسه با هاردهای SSD استاندارد یا هاردهای HDD سنتی سریعتر هستند و مزایای زیادی دارند، هنوز هم شرایطی وجود دارد که فناوری قدیمی تر ترجیح داده می شود. اگر بدون نیاز به سرویس دهی به برنامه های کاربردی با منابع سنگین به فضای ذخیره سازی زیادی نیاز دارید، ممکن است به درایو NVMe نیاز نداشته باشید. این مورد به شدت در مورد کاربری سرورها صادق هست و انواع مختلفی از هارد وجود دارند که می توانیم از آنها استفاده کنیم.

حافظه های SSD در مقایسه با هاردهای معمولی ظرفیت کمتری دارند. آنها همچنین هزینه بیشتری دارند. با هاردهای HDD یا HDD های هیبریدی، قیمت های کمتر و فضای ذخیره سازی بیشتری دریافت می کنید.

سرورهای NVMe برای کسانی که نیاز به دسترسی سریع به داده ها دارند مناسب هستند. برخی از برنامه های کاربردی اپلیکیشن هنگام تلاش برای دسترسی به حجم زیادی از داده ها با تنگناهایی مواجه می شوند که با استفاده از هارددرایوهای NVMe می توانید آن گلوگاه ها را بطور کامل از بین ببرید.

درایوهای NVMe به طور فزاینده ای در صنعت سرور رایج می شوند. برای مثال سرورهای اچ پی دارای هاردهای NVMe مخصوص به خود نیز می باشند و روی مادربرد دستگاه پورتهای مخصوص تعبیه شده است.

مراکز داده همچنین در حال تغییر به تکنولوژی NVMe هستند. ابزارهای تجزیه و تحلیل داده های Big-Data و پایگاه های داده نیاز به سرعتی دارند که SSD های استاندارد نمی توانند آن را برآورده کنند.

اگر شما یک وب سایت، برنامه کاربردی یا پایگاه داده با کارایی بالایی دارید، استفاده از هاردهای NVMe بر روی سرور هاستینگ خود ممکن است عملکرد و تجربه کاربری بهتری را ارائه دهد.

مشتریان انتظار دارند برنامه ها به سرعت بارگذاری شوند. با افزایش تجربه آنها، می توانید رضایت مشتری، فروش و سایر معیارهای کلیدی را که بر سود شما تأثیر می گذارد، بهبود بخشید.

نتیجه گیری

فناوری NVMe یکی از جدیدترین پروتکل های کامپیوتری برای ارتباط با دستگاه های ذخیره سازی است. این به طور خاص برای SSD ساخته شده است و اکنون در سرورها، رایانه ها و لپ تاپ ها استفاده می شود.

در حالی که بسیاری از سازمانها هنوز از SSD ها و HDD های استاندارد استفاده می کنند، درایوهای NVMe به استاندارد بعدی تبدیل می شوند. در واقع، بسیاری از تولیدکنندگان کامپیوتر اکنون دستگاه هایی را با درایوهای NVMe به عنوان هارد پیش فرض تولید می کنند.

اگر برنامه یا سرویس یا پایگاه داده شما همچنان روی سروری با هارد دیسک های استاندارد اجرا می شود، مزایای فناوری NVMe را از دست داده اید. سرعت بیشتر منجر به عملکرد بهتر راه حل های سازمانی یا سرویسهای وب شما می شود.