تکنولوژی ذخیره‌سازی فلش می‌تواند همیشه نامی مطمئن باشد، اما همیشه نیاز به افزایش سرعت، مخصوصاً در دیتاسنترها وجود دارد. در یک تلاش بی‌وقفه برای تسریع عملکرد دستگاه‌های ذخیره‌سازی، شرکت‌های بزرگ به تکنولوژی NVMe روی آورده‌اند. یک تکنولوژی سازگار با flash storage که عملکرد درایوهای SSD و بازدهی سیستم‌های ذخیره‌سازی را بهبود می‌بخشد.

آینده‌ی SATA چیست؟

بیایید به مقایسه‌ای بین SATA و NVMe بپردازیم و نیازهای متخصصان این حوزه را موردبررسی قرار دهیم.

NVMe چیست؟

NVMe مخفف NVM Express و NVM مخفف Non-Volatile Memory به معنای حافظه غیر فرار است. یک مشخصه اینترفیس کنترلر و سازگار با درگاه PCIe است که داده‌های موجود با قطعی جریان الکتریکی، از بین نمی‌روند و درواقع فرار نیستند. این تکنولوژی توسط شرکت NVM معرفی‌شده است. یک انجمن صنفی غیرانتفاعی که تحت حمایت شرکت‌های پیشرو فناوری و اطلاعات و ارائه‌کنندگان خدمات ذخیره‌سازی مانند شرکت‌های Cisco, Dell, NetApp, Seagate و Western Digital قرار دارد.

شرکت NVM Express دراین‌باره می‌گوید:

“درواقع NVM Express یک استاندارد برای تسریع عملکرد درایوهای مبتنی بر کانکتور M.2، ساتا اکسپرس و همین‌طور SSD است که به شکل کارت‌های PCI Express متصل شده و پورتی جدید محسوب نمی‌شود.”

درایوهای SSD در صورت استفاده از درگاه SATA نمی‌توانند با حداکثر توان خود عمل کنند، NVMe این گلوگاه ایجادشده به دلیل عدم همخوانی تکنولوژی‌ها را برطرف می‌سازد. SSD ها به‌طورکلی می‌توانند عملکرد باس و رابط‌های ذخیره‌سازی را بهبود دهند. وقفه در عملکرد سرورهایی با پردازنده‌های چندهسته‌ای و قدرتمند و تعداد زیاد رم به دلیل تأخیر در ارسال و دریافت داده‌ها، راهکاری مناسب برای استفاده از سرمایه‌گذاری‌های IT محسوب نمی‌شود.

NVMe می‌تواند با سرعت شگفت‌انگیزی در مقایسه با دستگاه‌های SATA و با زمان تأخیر کمتری داده‌ها را انتقال دهد؛ و کمک می‌کند نیازهای ذخیره‌سازی شرکت‌ها که درگذشته با مشکلاتی مواجه شده بودند، به‌راحتی برطرف شود.

عملکرد قابل‌قبول NVMe شرایط را تغییر می‌دهد، اما تضمینی برای سرعت بالاتر درایوهای فلش وجود ندارد. به همین دلیل مدیران ذخیره‌سازی می‌خواهند قبل از هر چیز از مناسب بودن این تکنولوژی برای برطرف کردن نیازهای خود مطمئن شوند. آن‌ها ممکن است عوامل تأثیرگذار دیگری را در ایجاد گلوگاه‌ها بیابند که در کارایی و عملکرد سیستم تأثیرگذار است.

امروزه SSD های NVMe توسط شرکت‌های مختلفی مانند اینتل، سامسونگ، میکرون و وسترن دیجیتال ارائه می‌شوند. این درایوها از تنوع درگاه‌های متنوعی برخوردار هستند مانند M.2 and 2.5-inch U.2 و قطعاً PCIe cards.

SATA چیست؟

SATA یا Serial ATA درواقع مخفف کلمه‌ی Serial Advanced Technology Attachment است. یک درگاه جایگزین برای PATA که برای اتصال SSD ها، HDD ها و درایوهای نوری مورداستفاده قرار می‌گیرد. هرکسی که به‌اندازه کافی با کامپیوتر سروکار داشته باشد، کابل‌های مسطح و پهنی که برای کانکتور های PATA مورداستفاده قرار می‌گرفتند را به یاد می‌آورد، درحالی‌که کابل‌های SATA بسیار نازک و قابل‌حمل هستند.

اما کابل‌های SATA علاوه بر قابل‌کنترل بودن و راحتی استفاده مزایای بیشتری دارند. از زمان ارائه این تکنولوژی در سال 2000،SATA تغییراتی برای بهبود عملکرد داشته است. به‌عنوان‌مثال SATA I قابلیت انتقال اطلاعات با سرعت 150MB/s را دارا بود درحالی‌که SATA III دارای حداکثر سرعت 600MB/s است.

امروزه نسخه 3.2 که در سال 2013 عرضه‌شده است مورداستفاده قرار می‌گیرد. این نسخه از SATA و PCIe هایی که دارای کانکتور SATA Express هستند پشتیبانی می‌کند و برای رسیدن به حداکثر سرعت 1,969MB/s طراحی‌شده است.

درحالی‌که این اعداد به‌صورت تئوری بسیار هیجان‌انگیز است، اما در عمل صنعت تا حد زیادی از SATA Express چشم‌پوشی کرده است.

SATA همچنین دارای قابلیت hot plug است.hot plug بدان معناست که دستگاه‌های ذخیره‌سازی SATA می‌توانند درحالی‌که سیستم به‌صورت عادی در حال کار کردن است، از دستگاه جداشده یا روی دستگاه نصب شوند. امری که با تکنولوژی PATA امکان‌پذیر نبود. همچنین دارای رابط کنترلر پیشرفته است (AHCI) که از قابلیت NCQ پشتیبانی می‌کند، همین امر موجب بهینه‌سازی عملکرد درایو می‌شود.

این استاندارد توسط SATA-IO یا همان سازمان بین‌المللی SATA که به‌صورت غیرانتفاعی و در سال 2004 تأسیس‌شده است، پشتیبانی می‌شود. ازجمله حامیان این سازمان می‌توان به AMD، Dell، HPE، Intel، Micron، Seagate و بسیاری دیگر از شرکت‌های بزرگ فناوری اطلاعات اشاره کرد.

تفاوت SATA و NVMe

این کلمات اختصاری ذخیره‌سازی، تفاوت‌های قابل‌توجهی دارند که کمک می‌کند تا چشم‌انداز ذخیره‌سازی اطلاعات سازمانی را تغییر دهید.

NVMe: فقط با درایوهای فلش سازگار است

HDD های قدیمی شانس استفاده از تکنولوژی NVMe را ندارند. با دیسک‌های گردان و عملکرد رفت و برگشتی هد ها برای ذخیره‌سازی، جمع‌آوری اطلاعات و آن‌همه صفرها و یک‌ها، دیسک‌های مکانیکی برای استفاده از رابط کاربری بهینه‌شده فلش بسیار کند هستند. درعین‌حال SATA می‌تواند به‌صورت هم‌زمان با SSD ها و HDD ها تطبیق پیدا کند.

تفاوت‌های شاخص عملکردی

SATA SSD ها ممکن است عملکردی مشابه HDD ها داشته باشند، اما NVME SSD ها می‌توانند با اختلاف زیادی این دو را پشت سر گذاشته و از آن‌ها پیشی بگیرند.

به یاد داشته باشید، SATA III می‌تواند با سرعت 600MB/s کار کند، هرچند SSD های دارای این رابط عموماً به این سرعت دست پیدا نمی‌کنند. یک هارددیسک SATA 7200RPM در حالت خوش‌بینانه می‌تواند به‌سرعت 100MB/s دست یابد.

برای مقایسه بد نیست بدانیم اس اس دی SX8200 Pro سریعترین درایو اس اس دی است که تاکنون برای گیمرها، اورکلاکر ها و کابران حرفه ای طراحی شده است. با بهره گیری از اینترفیس فوق سریع PCIe Gen3x4 سرعت خواندن 3500MB/s و نوشتن 3000MB/s را به ارمغان می آورد. به لطف پشتیبانی از پروتکل NVMe 1.3 درایو اس اس دی SX8200 Pro سرعت خواندن و نوشتن تصادفی فوق العاده ای را ارائه می دهد.

موازی‌سازی سودآور

یکی دیگر از خصیصه‌هایی که NVME را تعریف می‌کند موازی‌سازی فرآیندهاست. این تکنولوژی قابلیت پردازش چندین صف درخواست به‌جای تنها یک صف در مقایسه با SATA را دارد. همان‌طور که در ابتدای مقاله عنوان شد NVMe می‌تواند 64K صف یا ۶۵, ۵۳۶ صف درخواست اطلاعات ایجاد کند، درحالی‌که SATA می‌تواند یک صف با تعداد 32K درخواست ایجاد نماید.

با استفاده از افزایش تعداد IO هم‌زمان (ورودی/ خروجی) روی Bus درگاه PCIe موجب افزایش سرعت خواندن و نوشتن و چند برابر شدن قابلیت موازی‌سازی اعمال می‌شود.

SATA پایدار و مقرون‌به‌صرفه است

SATA به‌خوبی جای خود را در صنعت کامپیوتر بازکرده است و به نظر نمی‌رسد که در آینده نزدیک صحنه را به رقبا واگذار کند. سازندگان HHD و SSD همچنان به استفاده از این استاندارد برای تولید درایوهایی با ظرفیت بالاتر همانند سال‌های گذشته ادامه می‌دهند. جدای از اینکه این درایوها عموماً از NVMe ها ارزان‌تر هستند.

درنهایت، ممکن است NVMe بیش از نیاز شما باشد. به‌جز برنامه‌های مهم سازمانی و یا دیتابیس‌های سنگین، کاربرها ممکن است به‌سختی بتوانند هزینه‌های تأمین NVMe را برای برنامه‌هایی که ممکن است نتوانند از حداکثر قابلیت‌های این تکنولوژی استفاده کنند، توجیه نمایند. هرچند که امروزه قیمت NVMe با شیبی قابل‌توجه به SATA نزدیک می‌شود.

SATA یا NVMe؟

واضح است که تکنولوژی‌هایی که عملکرد ذخیره‌سازی در سازمان‌های بزرگ را تسریع می‌کنند، در بین دیتاسنترها، طرفداران خود را خواهند داشت. سازمان‌هایی که به دنبال سرعت بیشتر، واکنش سریع‌تر نرم‌افزارها و عملکرد بهتر پایگاه‌های داده هستند، به دنبال نرم سیستم‌هایی باقابلیت NVMe هستند.

فکر نکنید SATA از دور خارج‌شده است.

انتظار می‌رود NVMe به همان خوبی که با SATA سازگار است، از دستگاه‌های SAS برای استفاده در دیتاسنترها نیز پشتیبانی کند. این امر به اجرای یک استراتژی ذخیره‌سازی چندمرحله‌ای می‌پردازد، جایی که هزینه‌های ذخیره‌سازی و ویژگی‌های عملکردی باارزش داده‌هایی که بر روی آن قرار می‌گیرد، در یک تراز قرار می‌گیرند.

با نگاهی به آینده، نشانه‌هایی می‌بینیم که شرکت‌های تولیدکننده هارد، به دنبال افزایش شکاف بین SATA و NVMe هستند. اینتل نمونه خوبی است. اگرچه NVMe SSD های مبتنی بر فلش را به فروش می‌رساند، اما شرکت تولیدکننده میکروچیپ هایش نیز، NVMe Optane SSD را به بازار عرضه کرده است.