NVMe

NVMe (Non-Volatile Memory Express) — протокол доступа к SSD-дискам по шине PCI Express. Предназначен для скоростной обработки данных, что увеличивает производительность приложений. NVMe увеличивает быстродействие СХД (систем хранения данных) в несколько раз по сравнению с текущими стандартами. На сегодняшний день используется в основном на рынке Enterprise.

Принцип работы

Для работы по протоколу NVMe SSD-диски подключаются по шине PCI Express, что позволяет использовать до четырех параллельных линий. Максимальная скорость обработки данных достигает 32 Гбит/с — это в 5 раз быстрее по сравнению с SATA.

Информация считывается напрямую, что увеличивает производительность и время отклика программного обеспечения.

Первый вендор, который стал применять данную технология — NetApp. Компания давно лидирует на рынке СХД и, как правило, первой внедряет новые разработки в свои решения. Модельный ряд, который использует технологию NVMe — All-flash решения (например, AFF A250).

В 2020 году Dell презентовал абсолютно новую линейку СХД под названием PowerStore (например, 3000T). Она работает только на SSD-дисках с протоколом NVMe. Решение масштабируется как горизонтально, так и вертикально.

Dell реализовал 2 варианта СХД. С традиционной ОС (в конце добавляется литера Т) и с гипервизором (литера Х).

Huawei тоже не остался в стороне и на моделях Dorado включил поддержку протокола NVMe (например, Dorado 5000 V6). СХД также относятся к классу All-flash и поставляются вендором под определенные задачи клиента.

Lenovo несколько лет работает с NetApp, поэтому модельный ряд СХД по сути является OEM (Original Equipment Manufacturer — оригинальный производитель оборудования). На системах хранения данных в качестве операционной системы используется ONTAP, а также есть все дополнительные функции американского партнера, например, DM 5000F.

Fujitsu интегрировал протокол NVMe в линейку хранилищ AF.

Для работы с протоколом NVMe мало реализовать поддержку только на уровне железа. Требуется также разработка программного обеспечения. После появления технологии все вендоры доработали свое ПО до актуальных версии и включили поддержку протокола.

Форм-факторы

Поскольку NVMe это стандарт, то он используется на разных форм-факторах SSD-дисков.

1. PCI Express. Используется как на серверных платформах, так и на десктопных. Использовался при появлении технологии как единственный вариант подключения.
2. M.2. В основном предназначен для ноутбуков и рабочих станций. Компактный форм-фактор, который поддерживает максимальную длину SSD до 110 мм. Принятые стандарты M.2: 2230, 2242, 2260, 2280, 22110.
3. U.2. Аналог M.2, но используется в серверных решениях. Совместим с серверными платформами по механическим параметрам,
4. EDSFF. Разработан компанией Intel в основном под свои решения и платформы SuperMicro. Представляет собой альтернативу форм-фактору U.2.
5. NGSFF. Еще одна альтернатива U.2, разработанная компанией Samsung. Работает с самосборными решениями на платформах Intel, Supermicro и др. Отличается меньшими габаритами по сравнению с предыдущим форм-фактором.

NVMe в SAN

Протокол используют не только в локальных серверах, но и для построения сетей хранения данных SAN. Стандарт получил название NVMe-over-Fabrics.

В протоколах передачи информации на блочном уровне (например, Fibre Channel) заменяют поддержку команд SCSI на NVMe. В результате задержка не превышает 10 мс.

Технология появилась в середине 2016 года и сейчас активно развивается на рынке Enterprise.