مقایسهٔ NVMe و SSD: سرعت، ظرفیت و اشتباهاتی که نباید کرد!

آشنایی مختصر با حافظه SSD و اجزای اصلی آن

بسیاری از افراد SSD‌ها  را در واقع به عنوان حافظه‌ ذخیره سازی ای می دانند که غیر فرار هستند. این دسته از حافظه های ذخیره سازی به راحتی تمامی داده ‌های دائمی را در حافظه ای همانند فلش ذخیره سازی می کنند. SSD ها دارای اجزای مختلفی هستند که اجزای اصلی آن ها را فلش های مموری NAND و همچنین فلش کنترلر تشکیل می‌دهد. فلش کنترلر که یکی از مهم ترین اجزای حافظه SSD  می باشد، به گونه ای بهینه سازی شده است تا سرعت بسیار بالایی را ارائه دهد. این سرعت بسیار بالا در هنگام دسترسی کاملاً تصادفی و یا پی در پی به داده ها منتقل می شود. شایان به ذکر است که این دسته از حافظه ها به هیچ وجه اجزای مکانیک چرخشی و یا خاصیت آهن ربایی ندارند.

مقایسه حافظه SSD با هارد دیسکHDD

در این بخش قصد داریم تا حافظه SSD را با هارد دیسک HDD مقایسه کنیم. از این رو در ادامه همراه تیم متصاکو باشید تا نکاتی را رد یان خصوص برای شما عزیزان شرح دهیم.

• مقایسه از لحاظ هزینه استهلاک و خرابی

همان طور که در ابتدا اشاره کردیم، حافظه SSD بر خلاف هارد دیسک های HDD به هیچ وجه خاصیتی مکانیک، آهن ربایی و یا چرخشی ندارند. از این رو همین موضوع موجب شده است تا  خرابی و استهلاک این دسته از حافظه ها در مقایسه با هارد دیسک های HDD کم شود.

• مقایسه از لحاظ کارایی

حافظه های SSD به نسبت حافظه های HDD کارایی بسیار بالاتری را ارائه می دهند. بنابراین شرکت های بسیار زیادی این نوع حافظه را برای ذخیره داده های مهم انتخاب می کنند.

• مقایسه از لحاظ هزینه

اگر در خاطر داشته باشید در گذشته نچندان دور حافظه های SSD قیمت بسیار بالاتری به نسبت هارد دیسک HDD و یا دیگر هارد دیسک ها داشتند. اما همواره با پیشرفت علم و تکنولوژی این دسته از حافظه های ذخیره سازی داده ها به طور کامل بهینه سازی شدند. از طرفی نیز با افزایش تولید چیپ، قیمت حافظه های SSD  به مراتب کم تر شد. همین موضوع موجب شده است تا افراد با در نظر گرفتن کاهش قیمت حافظه SSD  و افزایش سرعت و کارایی، این حافظه را مورد توجه بیشتری قرار دهند. در نتیجه خرید حافظه های SSD به نسبت هارد دیسک های HDD بسیار مقرون به صرفه بوده و صرفه اقتصادی دارد.

• مقایسه از نظر افزایش سرعت سیستم

حافظه های SSD به نسب حافظه HDD تأثیر بسیار بیشتری در افزایش سرعت کامپیوتر دارد. از این رو عملاً در استفاده روزمره از این دسته از هارد ها شاهد افزایش سرعت دوچندان کامیپوتر خواهید بود. این موضوع آن ‌قدر واضح و روشن است که حتی هنگام خاموش و روشن کردن کامپیوتر نیز مشهود است.

• مقایسه از لحاظ اجرای اولیه نرم افزار ها

حافظه های SSD بر خلاف هارد دیسک های HDD در اجرای اولیه نرم افزار ها بسیار سریع عمل می کنند. از این رو با در نظر گرفتن این موضوع  می توانید با تهیه هارد SSD  در کوتاه ترین زمان ممکن از استفاده نرم افزار هایتان نهایت لذت را ببرید. حافظه های SSD  موجب می شوند تا هنگام استفاده از نرم افزار های مختلف هیچ گونه گیر، وقفه و یا  اصطلاحاً (لَگی) در کار سیستم ایجاد نشود. دقت داشته باشید که به هیچ وجه با این توصیفات نمی توان حق مطلب را در خصوص کارایی حافظه های SSD در مقایسه با هارد دیسک HDD  ادا کرد. تنها کافی است تا برای یکبار از این حافظه برای ذخیره سازی داده هایتان بهره بگرید تا از نتیجه شگفت انگیز آن متعجب شوید. حافظه SSD چابکی و سرعت فوق العاده را می تواند به کامپیوتر شما هدیه دهد. جالب است بدانید که قبل از اختراع و تولید این دسته از حافظه های ذخیره سازی دیگر هارد ها موجب ایجاد گلوگاه و یا اصطلاحا  «Bottleneck» در سیستم می‌شدند.

• مقایسه از لحاظ زمان دسترسی به داده ها

همان طور که می دانید حافظه SSD بر پایه NAND فلش، می تواند کارایی بسیار شگرفت را ارائه دهد. بنابراین در مقایسه با هارد دیسک HDD و یا دیگر حافظه ها دسترسی به داده های ذخیره شده را از 6 تا 12 میلی ثانیه به کمتر از 1 ثانیه کاهش می دهد. این در حالی است که در حافظه هایی مانند هارد دیسک  های HDD این کار عملاً غیر ممکن است.

• مقایسه از نظر تنوع در محصول

حافظه SSD  بر خلاف حافظه هایی مانند هارد دیسک HDD، انواع مختلفی را به بازار ارائه داده است. این نوع حافظه در هر مرحله در رقابت با حافظه HDD موفق به کسب امتیاز بیشتری شده و بازار هارد دیسک را در اختیار گرفته است.

آشنایی با هارد SATA SSD

هارد SATA SSD در واقع به نوعی رابط اتصال است. این هارد توسط SSD‌ها  همواره برای ارتباط برقرار کردن به صورت مستقیم با کامیپوتر کاربرد دارد. رابط SATA SSD  در سال 2003 ایجاد شد و همواره سالیان سال است که مورد استفاده قرار می گیرد. این دسته از رابط ها دارای سازگاری بالاتری سخت افزاری می باشند. از این رو استفاده از آن ها در میان عموم افراد محبوب تر است. چرا که افراد با خریداری این رابط تقریباً می توانند مطمئن شوند که با هر سیستم و لپ تابی سازگار است. دقت داشته باشید که  SATA SSD عملکرد نسبتاً خوبی ندارند.یکی از رایج ترین نمونه های این رابط، SATA 3.0 است که رایج ترین نوع SSDها هستند. سرعت انتقال تئوری 6 گیگابایت در ثانیه توسط این دسته از رابط ها انجام می شود. می توان گفت که مهم ترین علت عملکرد این رابط به دلیل وجود برخی از سربار های فیزیکی می باشد.

دقت داشته باشید که قطعا داشتن سرعت 600 مگابایت در ثانیه عدد  شگفت انگیزی می باشد. اما این دسته از رابط ها در مقایسه با سرعت انتقال SSD‌های PCIe نیست. بهره روی می توان گفت که SATA SSD می تواند به اندازه کافی برای کاربران خانگی مناسب باشد. همچنین یکی از ویژگی های ممتاز  SATA SSD‌ ها این است که بسیار ارزان هستند. از این رو همین موضوع موجب شده است تا کاربران خانگی بیشترین تقاضا را برای خریداری آن ها داشته باشند.

آشنایی با هارد PCIe SSD

PCIe SSD  ها بیشترین عملکرد بالا را در مقایسه با SATA SSD ها دارند. همین موضوع موجب شده است تا قیمت این دسته از رابط ها بسیار گران تر از SATA SSD  ها باشد. PCIe در واقع مخفف( Peripheral Component Interconnect Expres ) می باشد. این رابط به راحتی و به صورت کاملاً مستقیم می تواند در کوتاه ترین زمان ممکن دیتا را به مادربرد کامپیوترمتصل ‌کند. توجه داشته باشید که رابط PCIe به طور معمول در دستگاه های کارت گرافیک مورد استفاده قرار می گیرد. این رابط برای اتصال مستقیم احتیاج به اتصالات دیتای بسیار وسیع است.  این رابط به خوبی می‌تواند در تمامی  حافظه ‌های ذخیره سازی کاربردی باشد. عملاً کاربرد این رابط بسیار بیشتر از رابط هایل دیگر است.

منظور از M.2 و U.2 چیست؟

M.2 و U.2  را می توان دو تا از مهم ترین استانداردهای لازم  فرم فکتور دانست. این دو در واقع  ابعاد، شکل و همچنین طرح بندی فیزیکی قطعه اشاره دارند.  شایان به ذکر است که بگوییم هر دو استاندارد M.2 و U.2  همواره برای درایو های SATA و PCIe امورد استفاده قرار می گیرند. اما در این میان  استاندارد M.2 بیشتر از استاندارد U.2 رایج است. از این رو در صورتی که شما میان این دو استاندارد تننها یکی مجبور به انتخاب یکی از آن ها باشید، قطعاً انتخابتان M.2  باید باشد. چرا که استاندارد U.2 به طور معمول در SSD‌ های سری 750 اینتل مورد استفاده قرار می گیرد. جالب است بدانید که هنگام استفاده از استاندار M.2 در واقع عملکرد کلی بسیار شبیه به زمانی است که از فرم فکتور SATA   بهره گرفته می شود. دقت داشته باشید که اگر برای  PCIe SSD از فرم فکتور M.2 بهره بگیرید، به لاین  x4 محدود می‌شوید. این محدودتی برای یک کاربر خانگی بسیار مناسب است.

SATA یا PCIe کدام یک بهتر است؟

حال با در نظر گرفتن توضیحات مربوط به SATA  وPCIe  وقت ان رسیده تا بدانید کدام یک مناسب تر است. توجه داشته باشید که اگر جزو افرادی هستید که با کمبود بودجه مواجه اید، می توانید درایو SATA  را خریداری کنید. اما اگر به عملیات مکرر نوشتن و یا خواندن اطلاعات احتیاج دارید، درایو PCIe را خریداری کنید. دقت کنید که هر دو این درایو ها در فرم فکتور M.2  ارائه می شوند. از این رو به نسبت هارد دیسک HDD سرعت بالاتری دارند.

3 تا از اشتباهاتی که در حافظه  SATA SSD نباید انجام دهید!

در ادامه این مقاله از سایت متصاکو به بررسی 3 تا از رایج ترین اشتباهاتی که نباید در SATA SSD انجام دهید می پردازیم.

• Defragmentation

اولین و مهم ترین اشتباه رایج Defragmentation است. در واقع می توان گفت که Defragmentation برای حافظه SSD به نوعی مرگ تدریجی محسوب می شود. از این رو به هیچ وجه توصیه نمی شود.  چرا که این نوع حافظه به راحتی می تواند حافظه داده را به صورت بلوک ذخیره سازی کند و به صورت کاملاً پی در پی و یا تصادفی  به داده های ذخیره شده دسترسی مستقیم دارد.

• استفاده از صد درصد حافظه SSD

مهم ترین نکته در خصوص دستگاه های ذخیره داده و هارد دیسک ها، پر نکردن صد درصد حافظه داخلی آن ها می باشد. از این رو حافظه های SSD  نیز از این قضایا مستثنی نیستند! بهتر است 25 درصد از حافظه SSD  را آزاد بگذارید تا عملکرد بهتری داشته باشد. با این کار سرعت و کارایی حافظه SSD  بسیار افزایش پیدا می کند و امکان خراب شدن این دستگاه کمتر می شود.

• اشغال فضای اضافی توسط داده های کاملا ناخواسته

همان طور که اطلاع دارید، SSD ها امروزه به صورت کاملاً مدرن و با مکانیزم زباله روبی به بازار عرضه می شوند. از این رو فعال شدن فرمان TRIM  باید با در نظر گرفتن سیستم عامل مورد نظر بررسی شود. همین کار ممکن است که موجب اشغال فضای اضافی حافظه SSD توسط داده های کاملاً ناخواسته شود.

ترسیم تکنولوژیک از باس PCIe  با NVMe

می توان گفت که به هیچ وجه NVMe نوع نوینی از حافظه های داخلی محسوب نمی شود. بلکه NVME ها یک ترسیم کاملاً تکنولوژیک از باس PCIe هستند.NVME ها می توانند از کامپوننت‌ های حافظه‌ی SSD  به منظور ارتباط با کامپیوتر بهره بگریند. در واقع رابط اصلی این  درایور مجموعه و اینترفیس خصوصیات و دستورات مختص PCIe را نشان می دهد. توجه داشته باشید که این اینترفیس نوین به راحتی با دو فرم فاکتورM.2  و کانتور کانکتور U.2 برای درایو‌های 2.5 اینچ به بازارعرضه شده اسیت. هر دوی موارد گفته شده به صورت مستقیم  از طریق PCIe به با مادربرد کامپیوتر ارتباط دارند.

نکته جالب در مورد حافظه NVME

جالب است بدانید که حافظه‌‌های NVMe  می تواند تا 64 هزار دستور را به راحتی در دسته پشتیبانی کند. این موضوع می تواند با در نظر گرفتن پروتکل مربوطه، با 13 دستور انجام شود. این اینترفیس مقیاس پذیری فوق العاده ای داشته و به راحتی قابلیت ارتقا دارند. از این رو بدون وابستگی به NVME در کمتر از ۱۰ میکروثانیه، می تواند تا حدود ۴ کیلوبایت را در ورودی و خروجی در دسترس کاربران قرار دهد.

آشنایی بیشتر با حافظه  های NVMe و مزایای استفاده از آن ها برای کاربران خانگی

اینترفیس NVME همان طور که می دانید در مقایسه با SATA و SAS بهبود بسیار چشم گیری داشته است. اما می توان گفت که  دو اینترفیس بسیار قدیمی که بر اساساً هارد دیسک های سنگین و کند شکل گرفته اند همواره در صنعت ذخیره سازی مورد استفاده قرار می گیرند. این در حالی است که حضور پر رنگ  SSD های 2.5 اینچی  در بازار احساس می شود. در ادامه به بررسی دو تا از مهم ترین مزایای اینترفیس NVME می پردازیم.

• بالا رفتن سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات

می توان گفت با بنچمارک‌ های حافظه  به هیچ وجه نمی توانند عیار دقیقی از کارایی انواع حافظه‌ها در اختیارافراد بگذارند. اما همواره  می‌توانند درکی بسیار کلی و مقدماتی را نسبت به پتانسیل‌ یک درایو  و یا در حالت کلی یک سیستم خاص ارائه دهند. سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات توسط اینترفیس NVME  بسیار قابل مشهود است. از این رو سرعت این اینترفیس در مقایسه با حافظه SSD SATA که بسیار کندتر و تا حدودی قدیمی‌تر ایست، بالا می باشد.

• امکان برقراری ارتباط بسیار سریع

این دسته از اینترفیس ها به راحتی امکان برقراری ارتباط با رابط PCIe را برای کاربردان ممکن می سازند.علاوه بر این مورد، اینترفیس NVME مزایای بسیار بیشتری به نسبت SSD SATA دارد. از این رو به راحتی در بسیاری از سناریو‌ها قابل استفاده است.میزان دسترسی این اینترفیس آن قدر زیاد می باشد که بدون دخالت آداپتور باس HBA به سرعت به پورت‌های PCIe دسترسی پیدا می کند. بنابراین با بهره گیری از  یک مسیر SAS با ظرفیت ۱۲ گیگابایت بر ثانیه، می تواند سرعت کلی ۱ گیگابایت در ثانیه را فراهم سازد. این درحالی است که سرعت SATA نصف این میزان بوده و پهنای باند آن برای یک لاین PCIe نسل سومی، فقط ۱ گیگابایت بر ثانیه می باشد. هر حافظه‌ٔ NVMe برای رسیدن به سرعت 4 گیگابایت بر ثانیه از چهار مسیر ورودی بهره می گیرد. شایان به ذکر است که در نسل چهارم PCIe سرعت هر لاین ذکر شده دو برابر شده و با یک محاسبه‌ٔ ساده می‌توانید به سرعت فوق‌العادهٔ NVMe ها پی برد.

چرا اینترفیس NVME مورد توجه قرار نگرفته است؟

در پاسخ به این سؤال که چرا اینترفیس NVME آن طور که باید مورد توجه قرار نگرفته است، باید بگوییم که سال های بسیار زیادی از ورود فلش ها در بازار کامیپوتر، تبلت و غیره می گذرد. اما کماکان  داشتن حجم بالای هارددیسک ها و قیمت مقرون به صرفه آن ها می تواند تا حدودی محبوبیتشان را تضمین کند. همین موضوع موجب شده است تا حافظه فلش ها با داشتن کاهش قیمت بسیار زیاد محبوبیت بیشتری در بازار کامپیوتر کسب کنند.

بررسی حافظه های NVME

داشتن سرعت بسیار بالا در اینترفیس NVME بسیار مشهود بوده و با یک آزمایش ساده می توانید متوجه سرعت بالای آن شوید. این اینترفیس مزایا فوق العاده ای دارد که در این بخش به بررسی این اینترفیس از 5 جهت می پردازیم.

• میزان سرعت NVMe SSD

دقت داشته باشید که تمامی درایو‌های NVMe بدون داشتن محدودیت‌های ATA و همچنین از طریق PCIe  با CPU  به صورت مستقیم در ارتباط هستند.  همین موضوع موجب شده است تا سرعت ورودی و خروجی این اینترفیس تا 4 برابر بیشتر از دیگر اینترفیس ها شود. جالب است بدانید که اینترفیس NVME می تواند تا 10 برابر سرعت دسترسی به داده ها را  افزایش دهد و سرعت خواندن و نوشتن اطلاعات داده تا ۲۰۰۰ مگابایت در ثانیه فراهم می شود.

• میزان کارایی NVMe SSD

اینترفیس NVME امکان دسترسی کاملاً مشترک درایوها را به مسیرهای متصل به CPU فراهم می‌کند. از این رو با بالا بردن قابلیت ارتقا می تواند بسیار فراتر از مسیر‌های چهارگانهٔ اکثر PCIe SSDهای مرسوم عمل کند.  تمامی سوکت های PCIe نسبت به سوکت‌های SATA محور، ۲۵ برابر دادهٔ بیشتری را در یک زمان مشخص جابه‌جا می‌کنند.

• میزان مصرف بهینه

میزان مصرف برق این دسته از اینترفیس ها بسیار کم بوده و عموماً در حال استند بای قرار دارند. همین موضوع موجب شده است تا نظر بسیاری از کاربران به سمت این دسته از اینترفیس ها جلب شود. دقت داشته باشید که همواره  بسیاری از شرکت‌های سازنده از حالت کم مصرف L1.2 بهره می گیرند. همین موضوع موجب شده است تا در حالت آماده به کار میزان مصرف برق به 2 میلی وات کاهش داشته باشد.

• میزان سازگاری NVMe

SSD NVMe  به صورت کاملاً مستقل از فرم فاکتور و یا قالب های ظاهری سخت افزار با CPU در ارتباط است. از این رو می تواند به راحتی با تمامی سیستم عامل های موجود در بازار سازگاری داشته باشد.

• میزان امنیت NVMe SSD

حافظه‌های NVMe SSD با پشتیبانی از فرمان‌های امنیتی مشابه SCSI از راهکارهای استاندار‌دی نظیر Opal SSc و Enterprise SSC از شرکت Trusted Computing Group پشتیبانی می‌کنند.

خودداری از 5 اشتباه بسیار رایج در حافظه NVMe SSD

در این بخش به بررسی 5 اشتباه بسیار رایج هنگام استفاده از اینترفیس NVME می پردازیم.

1. دقت داشته باشید که این اینترفیس تنها اینترفیس ارتباطی می باشد. از این رو دیوانس ذخیره سازی محسوب نمی شود.
2. این گونه‌ از SSD ها به راحتی  می‌توانند نقش حافظه‌ٔ Cache را برای  تمامی درایوهای بزرگتر و حجیم ‌تری که در دیتا سنترها استفاده می‌شوند، ایفا کنند. بنابراین می توانند در کنار داشتن سرعت فوق العاده بالا، صرفه جویی بسیار زیادی را در هزنیه ها ایجاد کنند.
3. به هیچ وجه این دسته از درایو ها را از روی قیمت آن ها قضاوت نکنید. مطمئن باشید که پایداری I/O، کیفیت خدمات و طول عمر آن ها تمام این هزینه‌ها را جبران خواهد کرد.
4. حتماً قبل از هزینه کردن برای این درایو ها، میزان هزینه دستاورد آن ها را مورد بررسی قرار دهید.
5. به هیچ وجه حافظه‌های NVMe را در سیستم‌هایی که بر اساس معماری فناوری فلش عادی چیدمان شده‌اند، استفاده نکنید. زیرا با انجام این امر توانایی آن ها در عملیات ورودی و خروجی را کاهش می دهید.