- NVMe SSD diski izmanto PCIe un NVMe protokolu, lai nodrošinātu ievērojami lielāku ātrumu, zemāku latentumu un lielāku paralēlismu nekā SATA SSD diski.
- Ikdienas lietošanā NVMe uzlabojums salīdzinājumā ar SATA ir manāms lielu kopiju, video rediģēšanas un lielas slodzes gadījumā, taču mazāk iespaidīgs nekā pāreja no HDD uz SSD.
- Saderība ar M.2 PCIe slotiem un budžets nosaka izvēli: SATA joprojām ir ļoti derīga izvēle, savukārt NVMe ir ideāla izvēle veiktspējas un nākotnes prasību ievērošanai.
- NVMe diska kā primārā diska un SATA SSD kā sekundārās atmiņas kombinācija nodrošina optimālu ātruma, ietilpības un izmaksu līdzsvaru.
Ja apsverat datora veiktspējas uzlabošanu, agrāk vai vēlāk jūs saskarsieties ar klasisko dilemmu: NVMe SSD diski pret SATA SSD diskdziņiem . Uz papīra veiktspējas rādītāju atšķirība ir milzīga, taču ikdienas lietošanā atšķirība ne vienmēr ir pamanāma, un tieši šeit rodas šaubas: vai ir vērts tērēt vairāk naudas? Vai jūsu dators tiešām būs ievērojami ātrāks? Vai tas padara SATA standartu novecojušu?
Turklāt diezgan bieži kādam, kam jau pieder SATA SSD disks (piemēram, Samsung 860 EVO ), rodas jautājums, vai NVMe M.2 ievietošana mātesplates brīvajā slotā nodrošinās tādu pašu ievērojamo uzlabojumu, kādu viņi piedzīvoja, pārejot no mehāniskā cietā diska uz SSD. Atšķirība starp HDD un SSD diskiem bija milzīga , taču atšķirība starp SATA SSD un NVMe SSD diskiem ne vienmēr ir tik acīmredzama. Aplūkosim šo salīdzinājumu rūpīgi, izmantojot datus un reālus piemērus.
Kas īsti ir SATA SSD un NVMe SSD?
Pirms iedziļināties etalonu testēšanā un praktiskos piemēros , ir svarīgi precizēt pamatjēdzienus . Gan SATA, gan NVMe SSD diski ir cietvielu diski, kas nozīmē, ka tie datus glabā NAND zibatmiņā un tiem nav rotējošu mehānisku daļu, kā tradicionālajiem cietajiem diskiem.
Vienkārši sakot, SATA SSD ir "klasiskais" SSD formāts . Tas izmanto seriālo ATA saskarni (parasti SATA III ar ātrumu 6 Gbps) un parasti ir pieejams 2,5 collu formāta, līdzīgi kā klēpjdatora cietais disks. SATA SSD diski pastāv arī M.2 formāta formātā, taču iekšēji tos joprojām ierobežo SATA protokols.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) SSD arī ir SSD disks, bet tā vietā, lai apzīmētu tikai pašu disku, tas attiecas uz protokolu un saskarņu kopumu, kas no paša sākuma izstrādāts zibatmiņai . Šie diski parasti tiek savienoti, izmantojot PCI Express (PCIe) , koplietojot ātrgaitas joslu, ko izmanto tādi komponenti kā grafikas karte.
Galvenā atšķirība ir tā, ka SATA tika izstrādāts mehāniskiem cietajiem diskiem , savukārt NVMe tika īpaši izstrādāts SSD diskiem, lai maksimāli palielinātu to potenciālu. Tas tieši ietekmē ātrumu, latentumu, paralēlismu un mērogojamību.
Galvenās tehniskās atšķirības: saskarne, ātrums un latentums
Tīri tehniskā salīdzinājumā NVMe ir pavisam citā līgā nekā SATA . Visu atšķir datu kopnes un protokola ierobežojumi, lai gan mums būs jāredz, kā tas atspoguļosies reālajā dzīvē.
SATA III saskarnes teorētiskais ierobežojums ir 6 Gbps, kas praksē nozīmē aptuveni 500–550 MB/s secīgas lasīšanas un rakstīšanas ātrumu . Faktiski daudzi diski, piemēram, Samsung 860 EVO, reālos testos sasniedz aptuveni 450–500 MB/s, kas gan pilnībā nesasniedz standarta maksimumu, bet ir ļoti tuvu tam.
Turpretī NVMe SSD izmanto PCIe joslas. Ar PCIe 3.0 x4 parasti ir ātrums no 2000 līdz 3500 MB/s , savukārt PCIe 4.0 sasniedz 7000 MB/s vai pat vairāk augstas klases modeļos. PCIe 5.0 iet vēl tālāk, ar katru paaudzi atkal dubultojot pieejamo joslas platumu.
Šī atšķirība neapstrādātā ātrumā ir saistīta ar ievērojamu latentuma uzlabojumu. Kamēr SATA SSD diskam noteiktu darbību veikšanai var būt nepieciešamas aptuveni 0,1 milisekundes, NVMe diskam šis laiks var samazināties līdz mikrosekundēm (0,001 ms vai mazāk) . Šo atšķirību nepamanīsiet atsevišķā darbībā, bet, uzkrājoties tūkstošiem ievades/izvades (I/O) darbību, sistēmas elastība kļūst manāma.
Vēl viens ļoti svarīgs tehnisks aspekts ir paralēlisms . SATA atbalsta 32 I/O pieprasījumu rindu, savukārt NVMe protokols atļauj līdz 64 000 rindām ar 64 000 komandām katrā. Tas nozīmē, ka NVMe SSD var daudz efektīvāk apstrādāt lielu skaitu vienlaicīgu darbību.
Joslas platums un mērogojamība: kāpēc PCIe ir tik svarīgs
PCI Express izmantošana nozīmē ne tikai lielāku neapstrādāto datu ātrumu, bet arī daudz mērogojamāku joslas platumu . Katra PCIe josla pārraida noteiktu datu apjomu sekundē, un NVMe diski mūsdienu galddatoros un klēpjdatoros parasti izmanto x2 vai x4 konfigurācijas.
Ar katru jauno PCIe paaudzi joslas platums aptuveni dubultojas . Tādējādi NVMe PCIe 3.0 x4 diska PCIe 4.0 x4 pēctecis praktiski dubulto joslas platumu, nemainot fizisko saskarni vai M.2 formas faktoru. Tas nodrošina iespēju uzlabojumiem nākamajās SSD paaudzēs, bez nepieciešamības no jauna definēt standartu.
Turpretī SATA III standarts ir pilnībā fiksēts: tā maksimālā robeža ir 6 Gb/s, un tā vairs netiks paaugstināta . Pat ja parādīsies jauni SATA diski, tie nevarēs pārsniegt šo robežu; tie var uzlaboties tikai citos aspektos, piemēram, uzticamībā, enerģijas patēriņā vai izturības ziņā, bet ne ilgtspējīgā lasīšanas/rakstīšanas ātrumā.
Turklāt PCIe savienojumi nodrošina ļoti elastīgas konfigurācijas profesionālā vidē: NVMe SSD diskus var izmantot tādos formāta faktoros kā U.2, PCIe kartes vai pat NVMe-on-Fabric (NVMe-oF) masīvos, pielāgojoties serveriem, mākoņkrātuvēm un lieldatoriem . Tikmēr SATA arvien vairāk tiek izmantots tikai sākuma līmeņa iekārtās vai lielas ietilpības, lētos diskdziņos.
Paralēlisms un komandu rindas: NVMe slepenais ierocis
Viena no mazāk redzamajām, bet vissvarīgākajām NVMe priekšrocībām ir spēja apstrādāt paralēlas darbības ar milzīgu rindu dziļumu . Lai gan SATA vienā rindā atļauj tikai 32 pieprasījumus, NVMe atbalsta līdz pat 64 000 komandu rindām ar 64 000 operācijām katrā.
Tas nozīmē, ka vidēs ar daudzām vienlaicīgām lasīšanas un rakstīšanas darbībām, piemēram , datubāzēs , virtuālajās mašīnās, renderēšanā vai AI/ML uzdevumos, NVMe SSD var uzturēt daudz stabilāku datu plūsmu, sistēmai neiesprūstot gaidīšanas režīmā. Protokols izmanto ļoti efektīvu aptaujas mehānismu, nevis paļaujas tikai uz pārtraukumiem, tādējādi samazinot atbildes latentumu.
Tāpēc uzņēmumu un datu centru darba slodzēs NVMe protokols ir kļuvis par faktisko standartu . Tas ir saistīts ne tikai ar tā secīgo ātrumu, bet arī ar spēju uzturēt milzīgu skaitu mazu I/O operāciju, kas reālās pasaules scenārijos rada slodzi krātuves sistēmām.
Šāda veida piesātinājums ne vienmēr tiek sasniegts mājas datorā, taču tas ir pamanāms sistēmas veiklībā, kad vienlaikus atveram daudzas lietojumprogrammas, strādājam ar lieliem projektiem, virtualizējam sistēmas vai apvienojam spēles, straumēšanu un citus uzdevumus.
Reālās pasaules sniegums: vai tas ir tik pamanāms, kā saka?
Sintētiskajos etalonos dominē NVMe diski. SATA SSD disks darbojas ar ātrumu aptuveni 500 MB/s, savukārt mūsdienīgs NVMe disks var sasniegt ātrumu no 2000 līdz 7000 MB/s — tas ir 5 līdz 10 reizes ātrāk nekā secīgā piekļuve . Taču jautājums, ko visi uzdod, ir: vai šī atšķirība nozīmē tikpat nozīmīgu uzlabojumu ikdienas lietošanā?
Salīdzinot HDD ar SSD, lēciens ir iespaidīgs: sistēma, kuras palaišana agrāk aizņēma vairāk nekā minūti, tagad startējas dažu sekunžu laikā, programmas atveras gandrīz acumirklī, un plūstamības sajūta ir ievērojami uzlabojusies. Pāreja no HDD uz SSD maina spēles noteikumus.
Tomēr, jauninot no SATA SSD uz NVMe SSD, pieredze ir niansētāka. Operētājsistēmas sāknēšanas laiks var nedaudz uzlaboties, taču tas nesamazināsies no 30 sekundēm līdz 2 sekundēm; drīzāk redzēsiet dažu sekunžu atšķirības, jo gan SATA, gan NVMe jau ir ļoti ātri neliela mēroga nejaušas lasīšanas procesos.
Atšķirība ir visievērojamākā tādos uzdevumos kā ļoti lielu failu kopēšana vai pārvietošana . Piemēram, 50 GB filmas kopēšana SATA SSD diskā var aizņemt vairākas minūtes, savukārt vidējas/augstas klases NVMe diskā to var paveikt mazāk nekā 30 sekundēs, ja vien pārējā ķēde (avots un galamērķis) arī ir efektīva.
Tas ir pamanāms arī apjomīgu video, audio vai foto projektu ielādēs, lielu bibliotēku importēšanā, koda kompilācijās vai darbos, kas nepārtraukti pārvieto gigabaitus datu . Šādās situācijās secīgs ātrums un labāka rindu pārvaldība ir ļoti svarīga.
Spēles: Vai SATA SSD disks ierobežo iespējas salīdzinājumā ar NVMe?
Viena no visbiežāk apspriestajām debatēm ir par spēlēm. Daudzi lietotāji prāto, vai spēles instalēšana SATA SSD diskā, nevis NVMe diskā, ievērojami pasliktinās ielādes laikus vai pat samazinās kadru ātrumu sekundē (FPS) . Godīga atbilde ir tāda, ka ietekme uz kadru ātrumu ir minimāla vai tās vispār nav; atmiņas ietilpība galvenokārt ietekmē ielādes laikus un bēdīgi slaveno raustīšanos, ko izraisa datu straumēšana.
Ar SATA SSD disku jau tagad ir redzams milzīgs uzlabojums salīdzinājumā ar HDD. Izvēlnes, kartes un ielādes ekrāni ir ievērojami samazināti. Pāreja uz NVMe patiešām var ietaupīt dažas sekundes dažās mūsdienu spēlēs , īpaši ļoti prasīgās atvērtās pasaulēs, kas pastāvīgi ielādē tekstūras un datus, taču uzlabojums parasti nav tik dramatisks, kā liecina neapstrādātie ātruma rādītāji.
Dažās spēlēs, kas ir optimizētas, lai labāk izmantotu ātru krātuvi (īpaši jaunākās paaudzes konsolēs un to datoru ekvivalentos), labs NVMe disks var vēl vairāk samazināt ielādes laiku un izlīdzināt ainu straumēšanu . Tomēr mūsdienās kvalitatīvs SATA SSD disks "nesabojā" spēļu pieredzi un nerada katastrofālas veiktspējas problēmas.
Ja jau esat iegādājies 2 TB SATA SSD disku par labu cenu un spēlējat ar 1080p vai 1440p izšķirtspēju, izmantojot modernu grafisko karti, spēļu pieredzi galvenokārt ietekmēs grafikas karte, procesors un RAM apjoms . Jaunināšana uz NVMe ir labs uzlabojums, taču tā nav obligāta, ja jums ir jaudīgs SATA disks.
Daudzfunkcionāla darbība, video rediģēšana un lielas darba slodzes
Profesionālai vai progresīvai lietošanai NVMe ir daudz izdevīgāks. Ja strādājat ar 4K vai 8K video rediģēšanu, lieliem daudzkanālu audio projektiem vai plašām fotoattēlu bibliotēkām , NVMe diska secīgajam un nejaušajam lasīšanas un rakstīšanas ātrumam ir būtiska nozīme.
Atskaņojot ļoti augstas izšķirtspējas video tieši no diska, SATA SSD var sasniegt savas robežas un izraisīt nelielu raustīšanos, ja datu pārraides ātrums ir ļoti augsts un tas tiek apvienots ar citām paralēlām darbībām. NVMe disks, pateicoties lielākai joslas platumam, daudz vienmērīgāk apstrādā lielu failu nepārtrauktu lasīšanu.
Smagā daudzuzdevumu režīmā, kad ir atvērtas vairākas lielas lietojumprogrammas, virtuālās mašīnas, pārlūkprogrammas pilnas ar cilnēm un fona failu pārsūtīšana, NVMe ātrākais piekļuves laiks un lielāka vienlaicīgā I/O jauda palīdz sistēmai justies “elastīgākai” bez mikroraustīšanos vai īslaicīgām sasalšanām.
Mākslīgā intelekta, mašīnmācīšanās vai datu analīzes uzdevumiem, kuros atmiņā bieži tiek ielādēts liels informācijas un modeļu apjoms, NVMe lieliski atbilst pašreizējām vajadzībām . Faktiski NVMe protokols ir izstrādāts paralēli šīm tehnoloģijām, lai precīzi aptvertu šāda veida scenārijus.
Saderība: Vai datorā var instalēt NVMe disku?
Pirms steigties iegādāties NVMe SSD disku, jāpārbauda , vai jūsu mātesplate vai klēpjdators atbalsta šāda veida disku . Lielākajai daļai datoru pēdējo 5–7 gadu laikā ir M.2 slots, taču ne visi M.2 sloti ir vienādi.
Daži M.2 sloti atbalsta tikai SATA diskus; tas ir, tie fiziski atgādina NVMe disku, bet iekšēji darbojas kā SATA SSD un ir ierobežoti līdz aptuveni 550 MB/s. Lai izmantotu NVMe priekšrocības, slotam ir skaidri jāatbalsta PCIe/NVMe. Tas parasti ir norādīts mātesplates vai klēpjdatora specifikācijās.
Vecākās ierīcēs, kurās ir tikai SATA savienotāji, NVMe M.2 SSD disku nav iespējams izmantot, jo šim slotam nav pievienotas PCIe joslas. Šādos gadījumos labākais jauninājums joprojām ir 2,5 collu SATA SSD diska instalēšana, kas jau ir milzīgs solis salīdzinājumā ar cieto disku.
Tomēr mūsdienu sistēmās NVMe nemanāmi darbojas ar visām pašreizējām operētājsistēmām (Windows, Linux, macOS saderīgās ierīcēs, nākamās paaudzes konsolēm utt.). Tā ir dabiska izvēle, ja jūsu aparatūra to atļauj, neatkarīgi no tā, vai tā paredzēta lietošanai mājās, profesionāli vai spēlēm.
Izmaksas: cena par GB un cenas un vērtības attiecība
Izmaksu ziņā SATA SSD diski joprojām kopumā ir lētāki nekā to NVMe analogi, īpaši lielākas ietilpības gadījumā. 2,5 collu, 1 TB SATA SSD disku no pazīstama zīmola var atrast par diezgan saprātīgu cenu, savukārt NVMe versija ar līdzīgām specifikācijām parasti maksā vairāk.
Tomēr pieaugošā NVMe popularitāte ir samazinājusi cenas, un mūsdienās cenu atšķirība par GB vairs nav tik ievērojama kā pirms dažiem gadiem. Daudzās produktu līnijās cenu atšķirība starp 1 TB vai 2 TB SATA disku un NVMe disku ir salīdzinoši neliela, ņemot vērā veiktspējas uzlabojumus.
Uzņēmumu vidē lietas mainās: profesionālas klases NVMe SSD diski (ar augstu izturību, uzlabotu datu aizsardzību un funkcijām serveriem un krātuves masīviem) var sasniegt ļoti augstas cenas. Šādos gadījumos ieguldījumu attaisno milzīgā veiktspēja un uzticamība, ko tie piedāvā nepārtrauktas slodzes apstākļos.
Vidusmēra lietotājam, kurš pārlūko tīmekli, skatās multivides saturu un glabā dokumentus un fotoattēlus, SATA SSD joprojām var būt saprātīgākā izvēle, ja budžets ir ierobežots. Taču prasīgiem spēlētājiem, satura veidotājiem un profesionāļiem NVMe diska nelielā cenas piemaksa parasti ir tā vērta.
Vai NVMe padara SATA praksē novecojušu?
No tīri tehnoloģiskā viedokļa NVMe nepārprotami pārspēj SATA gandrīz visos būtiskajos aspektos: ātrumā, latentumā, paralēlismā, mērogojamībā un saderībā ar mūsdienu darba slodzēm. Tā kā programmatūra, spēles un mākslīgā intelekta rīki turpina pieaugt apjomā un sarežģītībā, tirgus tendence ir skaidra: NVMe kļūst par jauno standartu.
Tomēr tas nenozīmē, ka SATA SSD diski ir novecojuši. Tie joprojām ir ideāli piemēroti kā ātra un lēta sekundārā krātuve , ietilpības palielināšanai sistēmās, kurās jau ir primārais NVMe disks, vecākiem datoriem, kuriem nav M.2 PCIe slota, vai lietotājiem, kuri vienkārši vēlas atsaucīgu sistēmu, neiztērējot pārāk daudz naudas.
Mūsdienu datorā ļoti saprātīga konfigurācija ir izmantot NVMe disku kā sistēmas disku un prasīgākām programmām un spēlēm , un papildināt to ar vienu vai vairākiem SATA SSD (vai pat HDD), lai uzglabātu lielas bibliotēkas, dublējumus, filmas, fotoattēlus un citus datus, kas ir mazāk jutīgi pret piekļuves laiku.
Realitātē daudzos gadījumos vājā vieta vairs nav krātuve, bet gan procesora, grafikas procesora vai pat programmatūras optimizācija. Tāpēc ne vienmēr ir jēga nomainīt labu SATA SSD disku tikai tāpēc, lai dažas sekundes saīsinātu ielādes laiku, ja nav nepieciešams katru dienu pārvietot milzīgus datu apjomus.
Ja jūsu datoram ir brīvs M.2 PCIe slots un jūsu budžets to atļauj, NVMe SSD ir vislīdzsvarotākais risinājums nākotnei: tas piedāvā ātrumu, zemu latentumu un labāku reaģētspēju prasīgās situācijās , tas labi tiek galā ar modernām spēlēm un resursietilpīgām lietojumprogrammām, un tā cena vairs nav pārāk augsta. Tikmēr SATA joprojām ir izmaksu/ietilpības karalis mazāk kritiskiem lietojumiem un kā lielisks papildinājums labam NVMe diskam.
