درایو NVMe چیست؟ + مزایای استفاده از NVME و نحوه نصب آن

درایو حالت جامد یا SSD چند سالی است که به صورت گسترده در کامپیوترها و لپ تاپ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شاید تفاوت‌های این درایوها را با درایوهای قدیمی HDD بدانید اما به طور خلاصه می‌توان عملکرد بهتر، سرعت بالاتر، قابلیت اطمینان بیشتر و عدم استفاده از قطعات مکانیکی را به عنوان مزایای SSD نسبت به هاردهای HDD برشمرد.

البته از نظر ظرفیت‌های موجود در بازار همچنان HDDها پیشتاز هستند و فناوری فعلی اجازه توسعه ظرفیت‌های بالا در حد چند ترابایت را برای SSDها نداده است. با این وجود به دلیل سرعت بالای انتقال اطلاعات از این درایوها به عنوان درایو جداگانه نصب سیستم عامل در بیشتر کامپیوترهای امروزی استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید : HDD یا SSD؛ کدام برای شما مناسب‌تر است؟

فناوری SSD برای اتصال به مادربرد از چند پروتکل مختلف استفاده می‌کند. پروتکل یا همان استاندارد قدیمی‌تر، SATA است که اغلب کاربران کامپیوتر با آن آشنایی دارند چون هاردهای HDD هم عموماً از این پروتکل برای اتصال به مادربرد استفاده می‌کردند.

اما دو پروتکل پیشرفته‌تر که به صورت خاص برای SSD توسعه یافت، M.2 و NVMe نام دارند که در واقع یک واسط ارتباطی برای اتصال درایوهای SSD مبتنی بر PCI-e و ایجاد ارتباط سریع‌تر بین درایو و پردازنده هستند.

اما اس اس دی NVMe چه تفاوتی با SATA دارد و نحوه کار اس اس دی NVMe چگونه است؟ می‌خواهیم در این مقاله به این سؤالات پاسخ دهیم و شما را با ویژگی‌های درایو NVMe بیشتر آشنا کنیم.

اس اس دی NVMe چیست؟

NVMe یا Non-Volatile Memory Express یک رابط و درایور ارتباطی است که دستورات و مجموعه‌ای از ویژگی‌ها را برای SSD های مبتنی بر PCIe با هدف افزایش عملکرد و سازگاری در طیف گسترده‌ای از سیستم‌های کامپیوتری تعریف می‌کند.

فناوری NVMe به صورت خاص برای SSD طراحی شده است و بین واحد ذخیره‌سازی و CPU سیستم با استفاده از سوکت های PCIe پرسرعت، ارتباط برقرار می‌کند.

ارتباط ورودی/خروجی با استفاده از درایورهای NVMe، سریع‌تر انجام شده، به طوری که در واحد زمان، داده‌های بیشتری را منتقل می‌کنند و این انتقال داده سریع‌تر از مدل‌های ذخیره‌سازی قدیمی‌تر مانند AHCI (رابط کنترل‌کننده میزبان پیشرفته) در درایوهای اس اس دی SATA، انجام می‌گیرد.

از آنجایی که NVMe به طور خاص برای SSD طراحی شده است، در حال تبدیل شدن به استاندارد صنعتی برای سرورهای مرکز داده و کامپیوترها، لپ تاپ‌ها و حتی کنسول‌های بازی نسل جدید است.

فناوری NVMe در چندین شکل مانند اسلات کارت PCIe، M.2 و U.2 موجود است. اگرچه در بازار امروزی، SSD هایی وجود دارند که از رابط SATA، اسلات PCIe و M.2 استفاده می‌کنند اما رابط U.2 یک فرم فکتور انحصاری است که منحصراً از پروتکل NVMe پشتیبانی می‌کند.

درایوهای NVMe بسیار سریع‌تر از درایوهای SATA هستند. PCIe 3.0 دارای حداکثر سرعت انتقال 985 مگابایت در ثانیه (Mbps) در هر خط است. درایوهای NVMe قادر به استفاده از 4 خط PCIe هستند، یعنی حداکثر سرعت آن‌ها از نظر تئوری 3.9 گیگابیت بر ثانیه (3940 مگابیت در ثانیه) است.

بیشتر بخوانید : به زبان ساده: PCIe یا PCI اکسپرس چیست؟

درایوهای NVMe به شکل‌های مختلفی عرضه می‌شوند. رایج‌ترین آن‌ها استیک m.2 است که عرض آن‌ها 22 میلی‌متر بوده و می‌توانند 30، 42، 60، 80 یا 100 میلی‌متر طول داشته باشند. این استیک‌های اس اس دی به اندازه‌ای نازک هستند به راحتی روی مادربردهای کوچک و لپ تاپ‌ها قرار می‌گیرند.

مزایای درایو NVMe

فناوری NVMe فضای ذخیره‌سازی مناسب، سرعت عالی و سازگاری فوق‌العاده‌ای با پلتفرم‌های مختلف دارد. از آنجایی که NVMe از سوکت های PCIe استفاده می‌کند، سرعت انتقال داده در آن 25 برابر بیشتر از SATA است.

در کنار این مزیت، سرعت اجرای دستورات فراخوانی شده از درایو در مقایسه با پروتکل AHCI دو برابر بیشتر است. علاوه بر این، تعداد عملیات ورودی/خروجی NVMe در ثانیه (IOPS) بیش از 1 میلیون بوده که در مقایسه با درایوهای AHCI تا 900 درصد سریع‌تر شده است.

NVMe همچنین به طور مستقیم با CPU سیستم ارتباط برقرار می‌کند و به دلیل سازگاری بالا، با اکثر پردازنده‌ها به راحتی ارتباط برقرار کرده و عملکرد کلی سیستم را بهبود می‌بخشد. درایوهای NVMe با تمام سیستم‌های عامل‌ اصلی بدون توجه به فرم فاکتور سازگار هستند.

پروتکل NVMe از مسیرهای داده موازی با تأخیر کم و کارایی بالا، استفاده می‌کند. این پروتکل نسبت به پروتکل‌های SAS و SATA عملکرد بسیار بهتر و تأخیر کمتری را ارائه می‌دهد. NVMe می‌تواند از چندین صف ورودی/خروجی، تا 64K پشتیبانی کند که هر صف دارای ورودی 64K است.

یک مزیت مهم NVMe نسبت به AHCI این است که درایور NVMe مستقیماً با CPU سیستم ارتباط برقرار می‌کند اما AHCI باید با کنترلر SATA ارتباط برقرار کند. همچنین AHCI دارای IOPS (تعداد عملیات ورودی/خروجی در هر ثانیه) 100K است در حالی که NVMe دارای IOPS بیش از 1 میلیون می‌باشد.

NVME یا SATA؛ مسئله این است!

با آگاهی از پتانسیل عملکرد نهایی SSD های مبتنی بر NAND، برای صنعت کامپیوتر روشن بود که در نهایت یک پروتکل ارتباطی جدید با عملکرد بالا برای این درایوها لازم است، از آنجایی که اولین درایوهای SSD نسبتاً کند (و حجیم) بودند، استفاده از پروتکل ذخیره‌سازی SATA بسیار راحت‌تر بود.

بیشتر بخوانید : SATA در مقابل NVMe؛ مقایسه دو تکنولوژی رایج در ذخیره سازی

اگرچه گذرگاه SATA در نسخه 3.3 به سرعت 16 گیگابیت در ثانیه رسید اما تقریباً تمام نمونه‌های نهایی از سرعت 6 گیگابیت در ثانیه فراتر نرفتند.

علت این مسئله، محدودیت‌هایی بود که در واسط ارتباطی مبتنی بر SATA با مادربردهای جدید وجود داشت. بنابراین برای بهره‌گیری هرچه بیشتر از قابلیت‌های سرعت انتقال در درایوهای SSD، اس اس دی‌های مبتنی بر PCIe معرفی شد.

البته ذخیره‌سازی PCIe چند سال قبل از NVMe توسعه یافت اما راه‌کارهای قبلی با پروتکل‌های قدیمی‌تر انتقال داده مانند SATA، SCSI و AHCI، که همگی در حوزه هارد دیسک‌های HDD در رأس فناوری ذخیره‌سازی بود، توسعه یافتند، متوقف شد. NVMe محدودیت‌های پروتکل‌های قبلی را با ارائه تأخیر کمتر و صف‌های متعدد، از بین برد.

اس اس دی NVMe با افزودن ویژگی‌هایی مانند استفاده از بخشی از حافظه سیستم به عنوان کش، قابلیت ذخیره اطلاعات موقت را بیشتر کرد.

انواع درایو NVMe

همه اس اس دی‌های NVMe که در بازار امروز موجود هستند، از فرم فاکتور M.2 استفاده می‌کنند، اگرچه اتصالات دیگری نیز وجود دارد اما به ندرت به مرحله تجاری‌سازی رسیده‌اند. اما صرفاً داشتن یک اسلات M.2 سازگاری NVMe را تضمین نمی‌کند.

بیشتر بخوانید : تاثیر SSD M.2 بر روی سرعت کامپیوتر

M.2 برای پشتیبانی از USB 3.0 ،SATA و PCIe طراحی شده بود اما اکثر اسلات های اولیه M.2 فقط SATA را پشتیبانی می‌کردند. به طور کلی دو نوع اس اس دی NVMe بر اساس استاندارد PCIe وجود دارد که عبارت‌اند از PCIe x2 و PCIe x4.

هیچ روش خاصی برای تشخیص اینکه آیا اسلات M.2 مادربرد از PCIe و NVMe پشتیبانی می‌کند یا خیر وجود ندارد، اما می‌توانید تفاوت بین اسلات PCIe x2 و PCIe x4 را تشخیص دهید.

اسلات PCIe x2 که B-keyed هم نامیده می‌شود، دارای شش کنتاکت جدا است، در حالی که PCIe x4 یا اسلات M-keyed، دارای پنج کنتاکت جداگانه می‌باشد. به این ترتیب با مراجعه به مشخصات مادربرد خود می‌توانید تشخیص دهید که چه نوع اس اس دی NVMe برای شما مناسب است.

اما نکته مهمی که هنگام خرید SSD NVMe باید توجه کنید، اجتناب از خرید درایوهای 2.5 اینچی NVMe است. این درایوها به کانکتور U.2 با فرم فکتور کوچک نیاز دارند که اغلب در لپ تاپ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اتصال U.2 دارای چهار خط نسل 3 PCIe، دو پورت SATA، کانال‌های باند جانبی و دو ولتاژ کار 3.3 ولت و 12 ولت است، اما نکته مهم این است که این اتصال فقط برای کامپیوترهای سطح سازمانی و سرورها طراحی شده است و روی مادربردهای PC پشتیبانی نمی‌شوند.

نصب اس اس دی NVMe

نصب درایو NVMe کار ساده‌ای است به شرطی که مراحل آن را به دقت دنبال کنید:

مرحله 1: آماده‌سازی

آماده‌سازی محیط و دور کردن قطعات فلزی و الکتریکی برای جلوگیری از ایجاد الکتریسیته ساکن که می‌تواند به درایو NVMe شما آسیب برساند.

برای این کار:

• وسایل لازم را آماده کنید. یک پیچ‌گوشتی، اس اس دی و دفترچه راهنمای کامپیوتر یا لپ تاپ مورد نیاز است.
• از فایل‌های مهم بک‌آپ بگیرید. قبل از شروع فرآیند نصب، همه فایل‌های مهم را روی یک درایو هارد اکسترنال و یا فلش مموری ذخیره کنید.
• نحوه دسترسی به درایو کامپیوتر یا لپ تاپ را از دفترچه راهنما و یا مشاهده فیلم‌های آموزشی موجود در اینترنت، یاد بگیرد.

مرحله 2: نصب اس اس دی NVMe

در این مرحله، نصب  NVMe را طبق مراحل زیر شروع کنید:

• ابتدا سیستم خود را خاموش کرده، کابل برق را جدا کرده و باتری را بردارید. البته برداشتن باتری تنها مربوط به لپ تاپ‌ها می‌باشد.
• شارژ باقی‌مانده را با نگه داشتن دکمه پاور (در مورد لپ تاپ‌های دارای باتری) تخلیه کنید.
• کیس کامپیوتر یا قاب لپ تاپ را باز کنید. نحوه انجام این کار از سیستمی به سیستم دیگر متفاوت است، بنابراین برای دستورالعمل‌های دقیق به دفترچه راهنمای خود مراجعه کنید.
• بار الکتریکی باقی‌مانده روی بدنه را تخلیه کنید. برای این کار با دست خود یکی از اجزای فلزی داخل کیس کامپیوتر را لمس کنید. این کار خطری برای شما ندارد اما باعث می‌شود بار الکتریکی باقی‌مانده در خازن‌ها که می‌تواند به قطعات الکترونیکی حساس آسیب بزند، به زمین منتقل شود.
• اسلات M.2 PCIe را پیدا کنید. این اسلات معمولاً در کامپیوترهای PC به راحتی پیدا می‌شود، اما در لپ‌تاپ‌ها مکان آن متفاوت است. معمولاً در زیر پنل پایین یا زیر صفحه‌کلید لپ تاپ می‌توانید این اسلات را بیابید. در غیر این صورت به دفترچه راهنمای لپ تاپتان مراجعه کنید.
• SSD را جاگذاری کنید.بسته به نوع سیستم، ممکن است یک هیت سینک یا پیچ مهارکننده وجود داشته باشد که قبل از قرار دادن اس اس دی NVMe باید جدا شود. سپس بریدگی‌ها و شیارهای SSD را با برجستگی‌های PCIe تراز کرده و آن را با زاویه 30 درجه جای دهید. سعی کنید بدون وارد آوردن فشار این کار را انجام دهید.
• درایو NVMe را محکم کنید. برای محکم کردن درایو، ممکن است لازم باشد پیچ‌های مهارکننده را دوباره ببندید. پیچ را بیش از حد سفت نکنید.
• سیستم را جمع کرده و پیچ‌های کیس کامپیوتر یا قاب لپ تاپ را ببندید. اگر از لپ تاپ استفاده می‌کنید، دوباره باتری را جا زده و سیستم را روشن کنید. در این مرحله باید داده‌ها را از درایو قبلی روی اس اس دی NVMe کپی کنید. بسته به حجم داده‌ها، این فرآیند ممکن است از 20 تا 90 دقیقه زمان ببرد. این فرآیند را کلون کردن اس اس دی هم می‌گویند.

مرحله 3: کلون کردن درایو NVMe

طولانی‌ترین بخش فرآیند نصب درایو NVMe، کپی کردن همه فایل‌ها از درایو قدیمی به SSD جدید است:

• نرم‌افزار کلونینگ را دانلود کنید. این نرم‌افزار معمولاً به همراه درایوهای اس اس دی NVMe به صورت رایگان ارائه می‌شود.
• فرآیند نصب نرم‌افزار را دنبال کنید. پس از نصب برنامه، آن را اجرا نمایید. اکنون چندین گزینه را در نرم‌افزار مشاهده خواهید کرد. گزینه Clone Disk را انتخاب کنید. سپس از شما خواسته می‌شود حالت کلون را انتخاب کنید. اگر قبلاً این کار را انجام نداده‌اید، روش Automatic را توصیه می‌کنیم، سپس روی دکمه Next کلیک کنید.
• در این مرحله، درایوهای مبدأ و مقصد را انتخاب کنید. درایو منبع، درایو فعلی شما است. آن را انتخاب کرده سپس روی Next کلیک نمایید. بعد از آن با انتخاب درایو مقصد، در پایین صفحه روی Proceed کلیک کنید تا کپی کردن اطلاعات شروع شود.
• وقتی همه چیز کپی شد، پیغام پایان فرآیند کلونینگ نمایش داده می‌شود. حالا باید به سیستم عامل خود بگویید که از اس اس دی NVMe به عنوان درایو اصلی استفاده کند. ساده‌تری راه برای این کار، حذف درایو قدیمی است.
• عملکرد سیستم را تست کنید. در پایان برای اطمینان از نصب درست اس اس دی NVMe، برخی از برنامه‌های سنگین را تست کنید.

سخن پایانی

اگر به دنبال یک درایو سریع هستید، اس اس دی NVMe یک گزینه ایده‌آل برای شماست. در این مقاله با اس اس دی NVMe ، تفاوت آن با درایوهای اس اس دی ساتا و سایر ویژگی‌های آن آشنا شدیم. همچنین روش نصب NVMe را توضیح دادیم.

مزایای درایوهای اس اس دی NVMe نسبت به درایوهای قدیمی‌تر ساتا، بسیاری از کاربران را به استفاده از این درایوها به خصوص به عنوان درایو نصب سیستم عامل تشویق کرده است. نصب اس اس دی NVMe هرچند روندی ساده دارد اما مانند هر کار دیگری مستلزم دقت بالاست تا احتمال بروز مشکل برای سیستم به حداقل برسد. پیشنهاد ما این است که از افراد وارد در این کار کمک بگیرید.