NVMe là gì? Tìm hiểu chi tiết về ổ cứng SSD NVMe

Với nhu cầu lưu trữ dữ liệu ngày càng tăng, ổ cứng SSD đang là công cụ hữu ích để nâng cao chất lượng sử dụng máy tính. Một trong số những loại SSD được các doanh nghiệp quan tâm hiện nay là NVMe. NVMe có thể giúp khắc phục những hạn chế mà các phiên bản trước đó gặp phải. Vậy cụ thể NVMe là gì? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu chi tiết qua bài viết sau đây nhé!

Tổng quan về NVMe

NVMe là gì?

NVMe là phiên bản SSD ra đời vào năm 2013. NVMe là viết tắt của Non-Volatile Memory Express. Trong đó:

Non-Volatile (tạm dịch: Bất biến) nghĩa là bộ nhớ này sẽ không bị xóa khi máy tính của bạn khởi động lại.

Express (tạm dịch: Tốc độ cao) đề cập đến dữ liệu sẽ được truyền qua PCI Express (giao diện PCIe) trên bo mạch chủ máy tính của bạn. Điều này mang lại cho ổ cứng NVMe một kết nối trực tiếp tới bo mạch chủ vì dữ liệu sẽ không phải chuyển qua bộ điều khiển Serial Advanced Technology Attachment (SATA). Nhờ vậy, tốc độ truyền tải cũng sẽ nhanh hơn.

Vì được thiết kế đặc biệt cho ổ cứng SSD, NVMe đang trở thành tiêu chuẩn cho máy chủ trong trung tâm dữ liệu và các thiết bị khách như laptop, PC và thậm chí cả máy chơi game thế hệ tiếp theo.

Tại sao NVMe ra đời?

Nhiều ổ cứng SSD gặp phải một vấn đề về hiệu năng do đa số chúng vẫn đang sử dụng SATA và giao thức mạch điều khiển AHCI – một chuẩn được xây dựng để phục vụ cho việc truyền dữ liệu của của ổ HDD truyền thống.

Chính vì vậy, mặc dù các loại SSD này có khả năng đọc ghi ở tốc độ cao những vẫn bị tình trạng “thắt cổ chai” (bottleneck)” do băng thông thấp cản trở việc truyền dữ liệu lớn. Hơn nữa, mỗi ổ SATA cần có cổng riêng trong bo mạch chủ. Điều này làm giới hạn về số lượng hệ thống lưu trữ có thể được kết nối với thiết bị.

Ở một số dòng SSD cao cấp sau này, mặc dù đã được thiết kế để tận dụng tốc độ của PCI Express (PCIe) nhưng việc tiếp tục sử dụng giao tiếp AHCI đã khiến chúng không thể khai thác đủ đầy sức mạnh của PCIe. Đến thế hệ PCIe thứ 3, tình trạng bottleneck càng trở nên nghiêm trọng hơn.

Nhận thức được điều đó, các nhà sản xuất đã phát triển NVMe để thay thế AHCI nhằm loại bỏ những hạn chế của SSD và tăng hiệu năng đáng kể.

NVMe cho phép SSD kết nối trực tiếp với CPU thông qua bus PCIe để truyền dữ liệu qua các làn tốc độ cao. Một làn PCIe thế hệ thứ 4 có thể truyền dữ liệu lên đến 2.000 Mbps, trong khi NVMe sử dụng tối đa 4 làn PCIe.

QUẢNG CÁO

Ưu điểm của NVMe

• Hiệu năng cao: NVMe có khả năng hỗ trợ lên đến 64K hàng đợi xử lý các lệnh xuất nhập (I/O queue). Điều này giúp ổ cứng tận dụng đầy đủ khả năng đọc và ghi dữ liệu song song của công nghệ chip nhớ NAND Flash.
• Độ trễ thấp: Vì NVMe trực tiếp liên lạc với CPU thông qua cổng PCI-Express nên có thể bỏ qua tất cả các quá trình giao tiếp gây chậm trễ. Nhờ vậy, NVMe mang đến năng suất cao hơn và tiết kiệm thời gian hơn.
• Khả năng tương thích cao: Thông qua việc liên kết trực tiếp với CPU, NVMe có thể hoạt động với tất cả các hệ điều hành bất kể kích cỡ nào.

Tại sao NVMe cần thiết cho doanh nghiệp?

Các hệ thống doanh nghiệp thường bị thiếu dung lượng lưu trữ dữ liệu. Sự gia tăng theo cấp số nhân về dữ liệu và nhu cầu từ các ứng dụng mới có thể khiến các ổ SSD thông thường không còn hiệu quả.

Ngay cả những ổ SSD hiệu suất cao được kết nối với các giao thức lưu trữ cũ cũng có thể bị giảm hiệu suất, độ trễ cao hơn và chất lượng dịch vụ sẽ kém đi khi đối mặt với thách thức mới từ Fast Data (Dữ liệu nhanh).

Các tính năng độc đáo của NVMe giúp đường truyền tránh bị tắc nghẽn, độ trễ thấp. Từ đó, các hệ thống có thể mở rộng quy mô để đáp ứng nhu cầu về dữ liệu.

Tóm lại, NVMe hiện đang là lựa chọn tối ưu nhất trong các doanh nghiệp cần xử lý nhiều dữ liệu.

Các trường hợp sử dụng của NVMe

Ổ cứng NVMe được sử dụng trong các hệ thống mà mỗi micro giây đều mang lại giá trị, cụ thể là:

• Các hệ thống tương tác với khách hàng trong thời gian thực như: Data Center, hệ thống tài chính, thương mại điện tử, kinh doanh phần mềm, cho thuê hosting,…
• Trí tuệ nhân tạo (AI), máy học (Machine Learning ), Bigdata và các ứng dụng phân tích nâng cao.
• DevOps – cho phép bạn chạy nhiều lần lặp hơn trong thời gian ngắn.

Các tiêu chuẩn của NVMe

Công nghệ NVMe vẫn đang được cải tiến liên tục về tính năng và thông số kỹ thuật. Hiện tại, NVMe có 4 dạng phổ biến gồm: U.2, M2, Add-in Card (AIC) và Enterprise & Data Center Form Factor (EDSFF).

• U.2: Các ổ SSD này sẽ vừa với khe cắm bo mạch chủ hiện có cho SSD SATA nhưng cũng có thể sử dụng tối đa 4 làn PCIe. U.2 có kích thước 2,5 inch và 3,5 inch với nhiều dung lượng lưu trữ khác nhau.
• M.2: Các ổ SSD này có thiết kế nhỏ gọn hơn nhiều so với U.2 cùng với khả năng tỏa nhiệt thấp. Để sử dụng SSD M.2, bạn hãy đảm bảo bo mạch chủ có khe cắm thích hợp.
• AIC: Đây là các ổ SSD có kết nối đơn giản qua bus PCIe. Điều này làm cho chúng dễ dàng triển khai cho các mục đích thương mại như Data Center. Một số SSD AIC còn bao gồm bộ xử lý và chip bổ sung để cải thiện hiệu suất.
• ESDFF: Các ổ SSD này được tối đa hóa dung lượng và có thể mở rộng lên đến 30 TB. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống Data Center. Thiết kế của ESDFF tập trung vào hiệu suất nhiệt để điều chỉnh nhiệt độ của hệ thống.

So sánh NVMe với SATA

Về hiệu năng

Các ổ SSD SATA có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu tối đa lên đến 550Mbps. Ví dụ: SSD Samsung 860 EVO SATA 2,5 inch được đánh giá ở tốc độ đọc là 550Mbps và tốc độ ghi là 520MBps.

NVMe nhanh hơn rất nhiều. Các thế hệ ổ đĩa khác nhau thường được kết hợp với thế hệ PCI Express có tốc độ khác nhau. Với ổ đĩa PCIe 4 mới nhất có thể đạt tốc độ đọc liên tục lên đến 7.300Mbps và ghi liên tục 5.200Mbps.

Trên thực tế, con số này có thể sẽ thấp hơn. Nhưng nhìn chung, NVMe vẫn vượt trội so với SSD SATA. Tuy nhiên, nhiều ứng dụng, trò chơi vẫn chưa thể tận dụng tối đa các ổ cứng này. Vì vậy, nếu chỉ thực hiện các tác vụ thông thường như chơi game hay khởi động Windows, bạn sẽ cảm thấy thấy 2 ổ NVMe và SATA không chênh lệch nhiều.

Mặc dù NVMe cải thiện đáng kể hiệu suất trong một số cài đặt nhất định nhưng có một nhược điểm là ổ cứng này có xu hướng tiêu thụ nhiều năng lượng và làm nóng thiết bị. Thậm chí, một số trường hợp quá nóng sẽ dẫn đến giảm hiệu suất. Để đối phó với tình trạng này, một số nhà sản xuất đã bắt đầu thiết kế NVMe phù hợp với bộ tản nhiệt chuyên dụng của riêng họ

Về giá

Các ổ SSD NVMe ra mắt với mức giá đắt hơn so với ổ SSD SATA. Nhưng hiện tại, ổ NVMe lại rẻ hơn một chút. Ví dụ: SSD 980 M.2 NVMe của Samsung có giá khởi điểm 50 USD cho kích thước 250GB, trong khi SSD SATA 870 EVO 2,5 inch và SSD 860 EVO M.2 SATA đều được bán với giá khoảng 50 đô la.

Vì vậy, nếu cùng giá tiền, bạn nên mua ổ SSD NVMe.

Như vậy, những thông tin trên đây đã phần nào giúp bạn sẽ hiểu NVMe là gì, những ưu điểm so với dòng SSD SATA và tại sao NVMe lại quan trọng đối với doanh nghiệp. Hy vọng qua bài viết này, bạn sẽ tìm được giải pháp trữ dữ liệu phù hợp cho doanh nghiệp của mình.

Những câu hỏi thường gặp

CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TINO

• Trụ sở chính: L17-11, Tầng 17, Tòa nhà Vincom Center, Số 72 Lê Thánh Tôn, Phường Bến Nghé, Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh
  Văn phòng đại diện: 42 Trần Phú, Phường 4, Quận 5, Thành phố Hồ Chí Minh
• Điện thoại: 0364 333 333
  Tổng đài miễn phí: 1800 6734
• Email: sales@tino.org
• Website: www.tino.org