NVMe全稱Non-Volatile Memory Express，即非易失性存儲器標準，從名字看就是為閃存為代表的固態(tài)存儲器定制的。NVMe的設計還充分利用了PCIe接口通道的低延時以及并行性。AHCI誕生于高延時、低帶寬的機械硬盤時代，其控制器通過PCH與CPU通訊，硬件上就會增加延時，而NVMe允許SSD通過PCIe直連CPU，進一步降低延時。 除了大幅進步的高帶寬、低延時，較新版本的NVMe在并發(fā)性能、QoS、可管理性等方面不斷完善。隨著SSD容量和并發(fā)訪問量多年來指數(shù)級的快速增長，早期NVMe的一些設計也會成為瓶頸，最新的NVMe 2.0也做了一些根本性的底層改進以提升效率，可以降低SSD的寫入放大系數(shù)、減少對緩存的容量需求、提升應用程序?qū)刂破鞯脑L問效率等等。

NVMe SSD的六大技術優(yōu)勢

首先，接口速度更快。依托于PCIe接口的NVMe，進入PCIe4.0時代后，接口帶寬比PCIe 3.0增加1倍。英特爾*2023年要推出的Eagle Stream平臺將開始支持PCIe 5.0，NVMe SSD將隨之進入PCIe 5.0的時代，這次迭代將使得NVMe SSD的接口速度提升至SATA SSD接口速度的26倍；而時間跨度只有短短的數(shù)年，這個增長速度將遠遠大于摩爾定律的傳統(tǒng)迭代速度，將過去十年發(fā)展速度過慢造成的存儲和計算間的巨大性能鴻溝幾近填平。

數(shù)據(jù)來源：NVMe SPEC和SATAⅢSPEC

其次，管理性、功能性更好。從協(xié)議本身來看，NVMe協(xié)議在管理性，功能性上也在快速迭代，以適應現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)中心對計算存儲和分布式存儲的要求，協(xié)議的發(fā)展速度甚至超過了SSD廠家開發(fā)產(chǎn)品的速度。使得基于新協(xié)議的SSD更智能，數(shù)據(jù)安全更有保障，形態(tài)也更多樣化。讓NVMe協(xié)議以及基于NVMe協(xié)議的設備有了更多創(chuàng)新的機會。

第三，單位容量 （每GB或每TB）性能更好，隨著SSD的容量越來越大，其存儲的數(shù)據(jù)越來越多，使得同一個SSD服務的實例數(shù)量也越來越多，這樣帶來一個問題，每個實例對SSD都有性能要求的情況下，每實例或者每GB的性能要求也就越來越高。因為NVMe SSD隨PCIe不斷迭代，正在從PCIe 3.0過渡到PCIe 4.0，又會迅速迎來PCIe 5.0，這將使得單位容量的性能可以保持一個較高的水平。

數(shù)據(jù)來源：Solidigm實驗室測試結果

第四，延遲更低。從HDD到SSD最大的延遲變化是介質(zhì)帶來的，也就是電子的NAND要比機械的硬盤反應快得多。而SATA到NVMe則在協(xié)議本身做了相當多的優(yōu)化，從而使得基于NVMe協(xié)議的SSD反應要比基于AHCI協(xié)議的SSD要快。延遲對于當今的企業(yè)級存儲將變得越來越重要，例如，我們希望刷視頻的時候點到就能播放，希望語音聊天或者視頻聊天的時候完全沒有卡頓，這些都與存儲延時有相當大的關系。

數(shù)據(jù)來源：NVMe SPEC和SATA III SPEC

第五，I/O效率更高。相比基于SATA SSD的存儲系統(tǒng)，NVMe的SSD系統(tǒng)單核可以達到的性能更高，而同時NVMe SSD支持隨機多路并發(fā)讀寫，比如一臺搭配NVMe SSD的存儲服務器能做的工作需要若干臺SATA SSD存儲服務器才能達到。這樣算下來基于NVMe SSD的存儲服務器TCO更好。

最后，存儲搭配更加靈活。從存儲搭配的靈活度來看，因為SATA 接口在速度達到600MB/s之后不再發(fā)展，使得目前SSD的不同介質(zhì)在SATA接口面前變得沒有區(qū)別，甚至傲騰*SSD做成SATA接口也無法體現(xiàn)出來它的介質(zhì)優(yōu)勢。而NVMe的上限就高得多且在繼續(xù)提高，因為介質(zhì)訪問速度的不同，可以將不同介質(zhì)的NVMe SSD進行快慢搭配，以滿足不同形態(tài)下存儲的多樣化需求。

同時，PCIe的不斷迭代，又給NVMe形態(tài)帶來了新的挑戰(zhàn)，例如功耗，散熱，存儲密度等等。而創(chuàng)新的NVMe SSD形態(tài)就能完美的解決這些問題，例如EDSSF 可以解決散熱問題而平衡高密度和散熱。NVMe SSD的形態(tài)將會比SATA SSD的形態(tài)多很多，這就給創(chuàng)新帶來了機會，也大大提升了SSD的適配性，更好地滿足不同應用場景的需求。

審核編輯 ：李倩