اخبار

حافظه NVMe

 

حافظه سریع پایدار یا NVMe – non-volatile memory express یک رابط کنترل کننده میزبان (host controller interface) و یک پروتکل ذخیره سازی ساخته شده با هدف سرعت بخشیدن به انتقال داده میان سیستم های تجاری و سرویس گیرنده و درایو های جامد یا SSD بر روی گذرگاه PCIe کامپیوتر می باشد

مشخصات NVMe یک رابط ثبت (register interface)، مجموعه ای از دستورات و مجموعه ای از ویژگی ها را برای درایوهای جامد (SSD) مبتنی بر PCIe با اهداف افزایش بهره‌وری و قابلیت همکاری بر روی طیف گسترده ای از زیر سیستم های NVM تعریف می کند. مشخصات NVMe مدل استفاده نهایی (Ultimate Usage)، از قبیل ذخیره سازهای جامد، حافظه اصلی، حافظه نهان (Cache Memory) یا حافظه پشتیبان (Backup ‌Memory) را تضمین نکرده است.

 

NVMe یک جایگزین برای استاندارد رابط سیستم کامپیوتر کوچک (SCSI) و استاندارد اتصال فناوری پیشرفته (ATA) برای اتصال و انتقال داده میان یک سیستم میزبان و یک دستگاه ذخیره ساز هدف پیرامونی، ارائه می دهد. مجموعه دستورات ATA که توسط درایوهای جامد Serial ATA یا SATA و مجموعه دستورات SCSI که توسط درایوهای جامد Serial Attached SCSI یا SAS مورد استفاده قرار می گیرند در زمانی توسعه یافتند که درایوهای دیسک سخت و نوار مغناطیسی، رسانه ذخیره سازی اصلی به شمار می رفتند. NVMe برای استفاده در کنار رسانه های سریع تری طراحی شده بود.

 

مزایای اصلی درایوهای جامد مبتنی بر NVMe نسبت به درایوهای جامد مبتنی بر SAS و SATA مواردی مانند کاهش تاخیر در پشته (stack) نرم افزار میزبان، تعداد بیشتر عملیات ورودی و خروجی بر ثانیه و توان مصرف انرژی پایین تر، بر اساس مشخصات ظاهری (form factor) و تعداد خطوط مورد استفاده PCIe می باشد.

 

NVMe می تواند از درایوهای جامد (SSD) که از انواع مختلفی از حافظه های غیرفرار شامل فلش های NAND و فناوری توسعه یافته 3D XPoint توسط اینتل و Micron Technology استفاده می کند پشتیبانی کند. مشخصات ظاهری (form factors) که پشتیبانی می شوند شامل کارت های PCIe، درایوهای جامد M.2 و U.2 در سایز 2.5 اینچی می‌باشد. مرجع راه اندازهای NVMe برای انواع سیستم عامل‌ها از جمله ویندوز و لینوکس در دسترس می باشد.

 

NVMe چگونه کار می کند ؟

 

NVMe دستورات ورودی/خروجی و پاسخ ها به حافظه اشتراکی در یک کامپیوتر میزبان را بر روی رابط کاربری PCIe می‌نگارد. رابط NVMe به منظور آسان نمودن توان عملیاتی بالا و کاهش گلوگاه (bottleneck) واحد پردازش مرکزی (CPU) از ورودی/خروجی موازی با پردازنده های چند هسته‌ای پشتیبانی می کند.

 

NVMe مجموعه دستورات بسیار ساده‌تری را نسبت به مجموعه دستورات SCSI و ATA برای پردازش یک درخواست ورودی/خروجی ارائه می دهد. NVMe به کمتر از نیمی از دستورالعمل‌های CPU از مجموعه دستورات SCSI که با دستگاه های SAS و مجموعه دستورات ATA که با درایوهای SATA مورد استفاده قرار می گیرند نیازمند است.

NVMe از ۶۴۰۰۰ دستور در یک صف پیام واحد و حداکثر تا ۶۵۵۳۵ صف وررودی و خروجی پشتیبانی می کند. در مقابل یک دستگاه SAS به طور معمول تا ۲۵۶ دستور و درایو SATA تا ۳۲ دستور را در یک صف پشتیبانی می کند.

هرچند درایوهای جامد PCIe مبتنی بر NVMe در حال حاضر گران‌تر از درایوهای جامد مبتنی بر SATA و SAS با ظرفیت برابر می باشد، و درایوهای جامد NVMe تجاری سطح بالا ممکن است انرژی بیشتری نسبت به SAS یا رایوهای جامد SAS مصرف کنند. انجمن تجاری SCSI ادعا می کند که درایوهای SAS جامد تکامل یافته‌تر، مزایای بیشتری را نسبت به درایوهای NVMe جامد PCIe ارائه می دهد. مزایایی از قبیل مقیاس پذیری بزرگتر، قابلیت های تحمل خطا اثبات شده (آزمایش شده) در طول زمان و قابلیت اتصال گرم (hot pluggability). همچنین ممکن است درایوهای NVMe جامد PCIe سطحی از کارایی را که بسیاری از نرم افزارها به آن نیاز ندارند ارائه دهند.

 

تاریخچه NVM Express

کار گروه رابط کنترل کننده میزبان حافظه غیر فرار یا (NVMHCI) در سال ۲۰۰۹ شروع به توسعه مشخصات NVMe و انتشار نسخه 1.0 آن در تاریخ ۱ مارس ۲۰۱۱ نمود. مشخصات نسخه یک شامل رابط صف بندی، مجموعه دستورات NVM، ویژگی های امنیتی و مجموعه دستورات مدیریتی می شد.

کارگروه NVMHCI که معمولا با عنوان کارگروه NVM Express شناخته می شود، یک بروزرسانی برای مشخصات NVMe در تاریخ ۱۱ اکتبر ۲۰۱۲ منتشر نمود. در NVMe 1.1 امکان پشتیبانی از درایوهای جامد با درگاه های چندگانه PCIe برای فعال سازی ورودی و خروجی چندگانه و اشتراک گذاری فضای نام (namespace) به آن افزوده شد. دیگر قابلیت های جدید شامل تغییر خودکار وضعیت توان مصرفی در زمان بیکاری به منظور کاهش نیاز انرژی و پذیرش هماهنگی دو میزبان یا بیشتر برای هماهنگی دسترسی به یک فضای نام اشتراکی به منظور بهبود تحمل خطا می باشد.

 

کارگروه NVM Express نخستین رونمایی آزمایشی محصول خود را در ماه مه ۲۰۱۳ به منظور فراهم آوردن امکان آزمایش این محصول برای شرکت ها و تطبیق محصولاتشان با مشخصات NVMe و همچنین بررسی امکان همکاری مشترک با سایر محصولات این گروه برگزار نمود.

 

مشخصات NVMe 1.2 در ۳ نوامبر ۲۰۱۴ با پیشرفت هایی مانند پشتیبانی از بروزرسانی زنده سفت افزار (Live Firmware Updates)، مدیریت توان بهبود یافته و گزینه ای برای حفاظت سراسری داده ها به نمایش درآمد.

در ۱۷ نوامبر ۲۰۱۵ سازمان NVM Express نسخه 1.0 رابط مدیریت NVM Express یا NVMe-MI را به منظور ارائه یک معماری و مجموعه ای از دستورات برای مدیریت یک زیر سیستم حافظه غیر فرار خارج از باند (band) تعیین شده به تصویب رساند. NVMe-MI کنترل کننده مدیریت را قادر می سازد تا وظایفی از قبیل دستگاه SSD و کشف قابلیت، نظارت بر میزان سلامت و درجه حرارت و نیز بروزرسانی های بدون مشکل سفت افزار (firmware) را انجام دهد. بدون NVMe-MI، مدیران فناوری اطلاعات به طور کلی منحصرا به رابط های مدیریت مخصوص فروشنده برای فرآهم آوردن امکان مدیریت درایوهای جامد PCIe متکی بودند.

 

۲۷ مرداد ۱۳۹۹ ۱۴:۲۳
تعداد کلیک: ۶۹
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به شرکت اندیشه پرداز دوران می باشد.
دفتر مرکزی:

تهران، خیابان خرمشهر، خیابان عشقیار  کوچه چهارم،شماره 16- واحد اول و سوم

تلفن : +98-21 88 51 14 85
فکس : +98-21 88 51 14 86
تلفن همراه مدیریت : +98-912 70 44 444