Yeni nesil NVMe; PCI Express® (PCIe®) ara yüzünün NAND belleklerin gerçek gücünü ortaya çıkarabilmesi için geliştirilmiştir.  Bunun geliştirme SATA sınırlamalarından kurtulmak için zorunlu hale gelmiştir. Mevcut durumda kullanıcıların SATA ara yüzüne sahip SSD sürücülere geçmesi için sadece buna karar vermesi ve sistemi ile uyumlu sürücü alması yeterlidir. Sisteminde yazılımsal ya da donanımsal olarak özel bir değişiklik yapmasına gerek yoktur. Ancak SATA; veri aktarım sınırlamalarına sahip bir ara yüzdür.  SSD mimarisi düzinelerce NAND flash bellekten oluşur. Mevcut durumda tek bir NAND flash bellek 400 MB/s aktarım hızına sahiptir. Tipik istemci SSD uygulamaları 8 kanal kullanmaktadır. Bu kanallar, kontrolcü ve NAND flash bellek arasında veri alışverişini sağlar. Tipik uygulamalarda kullanılan 8 kanalı, kanal başına 400 MB/s NAND flash bellek aktarım hızı ile çarpıldığında  3.2 GB/s veri aktarım hızı elde edilir. Bu aktarım hızı değeri en fazla  600MB/s bantgenişiliği sunabilen SATA arayüzünün aktarım hızı sınırlarının ötesinde bir değerdir. Bu nedenle Samsung PCIe arayüzünün avantajını kullanan NVMe teknolojisini kullanmayı tercih etmiştir. Bu sayede SSD sürücülerde daha yüksek bant genişliği, düşük gecikme süreleri elde edilerek, sistemlerin günümüz uygulamalarının büyük miktardaki verilerini  işleyebilmelerini sağlamıştır.

Genel Bakış

Performans ve verimliliği arttırırken, kurumlar ve veri merkezleri için daha düşük TSOM (Toplam Sahip Olma Maliyeti) sunmaktadır. Samsung NVMe, en iyi hale getirilmiş kayıt arayüzü, komut seti ve PCI Express (PCIe®) tabanlı katı hal sürücü (SSD) özellik setleri sunan NVM Express şartnamesi tanımlarından birisidir. NVMe SSD protokolü; düşük güç tüketimi, ölçeklenebilirlik ve standartlara uyumluluk özelliklerine sahiptir. Etkin kayıt erişimi, hot-swap desteği ile yüksek erişilebilirlik özellikleri sayesinde kurumlara daha hızlı yanıt imkanı sağlar. Veri merkezleri; düşük güç tüketimi ile bir arada sunulan daha iyi bir performans sunan NVMe SSD sürücülerden çoklu uygulamalarda faydalanabilir.

SATA Bant Genişliği ve Gecikme sürelerinde Geliştirmeler

PCIe, bu arayüze sahip SSD sürücü kullanıcılara bant genişliği ve gecikme sürelerinde gelişmeler sunar.

Bant Genişliği

Temel performans söz konusu olduğunda; PCIe SSD arayüzü için optimize edilmiş olan NVMe; SATA arayüzüne göre 6 kat yüksek sıralı okuma ve 10 kat yüksek rastgele erişim performansı sunar. En yüksek bantgenişliği 600MBps’den 4000 MBps değerine çıkan PCIe arayüzü SATA’ya göre %700 daha yüksek performans avantajına sahiptir. Ve NVMe SSD; JetStress testlerinde 2 kat yüksek TPSE (Transactions Processing Service Element) değerleri ve 10 kata kadar kısalan okuma gecikmesi ve 25 kata kadar kısalan yazma gecikmesi değerleri ile SATA SSD sürücülerden daha yüksek performans sergilemektedir. TPC-C performans değerlendirmelerinde de NVMe SSD , SATA SSD sürücüye göre 1,7 kat daha yüksek saniyede yapılan aktarı (TPS-transactions per second) değeri sunmaktadır.

Gecikme – Latency

Gecikme süresi de 10 µs’den 3 µs’ye düşürülerek SATA arayüzüne göre 3 kata kadar daha geliştirilmiştir. Yine gecikmelerin olduğu AHCI ile karşılaştırıldığında; NVMe SSD kesintisiz biçimde çalışabilmektedir. Çoklu I/O kuyruk çiftleri işlemlerinin gecikme sürelerinde 2 katı geçen düşüş sağlamaktadır. Böylece 64K I/O değerine kadar kuyruk çiftleri ve her bir Q’da 64K komut NVMe tarafından desteklenebilmektedir. Bunun anlamı NVMe SSD ile nerede ise sınırsız komut sırası işlenebilir. Aynı zamanda AHCI sadece bir komut kuyruğu (command Queue) içerir ve her bir komut kuyruğunda 32 komut yer alır. Ayrıca NVMe SSD, JetStress karşılaştırmalarında 10 kat daha düşük okuma ve 25 kat daha düşük yazma gecikme değerleri sunmaktadır. TPC-C performansında ise ortalama gecikme değeri SATA arayüzüne göre %57 daha düşüktür.

Kurumsal uygulamalarda düşük TCO-TSOM (Toplam Sahip Olma Maliyeti) yüksek hız ve hizmet süresi, veri merkezlerinde daha verimli performans

NVMe SSD; kurumlar ve veri merkezleri için benzersiz faydalar sunar. Kurumlar etkin kayıt erişimleri sırasında daha hızlı tepki süresi, yüksek kapasite ve hot-swap destekli 2,5 inç boyutlu ürünler ile kullanıcılara daha yüksek hizmet süresi elde etmektedir. Veri merkezleri 6W değerinden daha düşük güç ihtiyacı, küçük boyutları ile alan tasarrufu ve hot-swap desteği ile kullanım rahatlığı ve erişilebilirlik gibi özelliklerinden faydalanırlar.  NVMe SSD sürücüler, çoklu iş parçacıklarına sahip uygulamalarda ve veri tabanı gibi veri merkezi uygulamalarında kullanım için en uygun çözümlerdir. Ayrıca NVMe SSD sürücüler yüksek performans ve düşük maliyetleri sayesinde uygun Toplam Sahip Olma Maliyeti değerleri ile de veri merkezleri tarafından kolayca kabul görmesi öngörülmektedir.

1. Kurumsal : Yüksek IOPS / Yüksek Kapasite / Hot-Swap desteği (2.5″)
2. Veri Merkezi : Düşük Güç Tüketimi (<6W) / Küçük Boyut (M.2) / Hot-Swap desteği (2.5″)

Kurumsal Uygulamalar için Faydaları

• Kayıt erişimlerinde daha hızlı tepki
• Hot-Swap desteği ile hızlı değişim ve düzeltme imkanı

Veri merkezleri için daha düşük enerji tüketimi ve maliyet

NVMe SSD sürücüler, düşük enerji tüketimleri ile veri merkezi ve kurumların daha verimli ve düşük maliyet ile çalışabilmelerini sağlar. Veri merkezlerinin giderlerinin %31’i güç gereksinimlerinden kaynaklanmaktadır. Veri merkezlerinin toplam güç tüketiminin %32’si bellek, depolama ve soğutma ihtiyaçlarından kaynaklanmaktadır. NVMe SSD sürücüler; 2,5 kat daha verimli enerji kullanımı (IOPS/watt) özellikleri sayesinde, daha düşük (6W değerinden az) güç değerlerine ihtiyaç duymaktadırlar.

Dünya lideri üreticiden geniş sürücü seçenekleri ve destek

NVMe PCIe SSD; kurumsal ve veri merkezi kullanıcılarının çok az çaba harcayarak kullanmaya başlamalarını sağlayan geniş sürücü desteğine sahiptir. Onaylanmış Samsung NVMe SSD cihaz sürücüleri, Windows Server®, Red Hat®, SUSE® ve VMWare® gibi önde gelen işletim sistemleri için tak çalıştır desteğine sahiptir. NVMe SSD; BIOS ve Option ROM ile önyükleme (boot) sürücüsü olarak da desteklenmektedirler.

Elektronik alanında küresel lider olan Samsung, destek için de dünya çapında farklı noktalarda hizmet sunmaktadır. Ayrıca kontrolcü, yazılım ve NAND gibi NVMe SSD sürücünün tamel bileşenlerinin tamamını kendisi üretmekte ve bir araya getirmektedir. Tüm süreçlerin ve bileşenlerin tam kontrolü sayesinde; performans en iyileştirme ve olası hata düzeltme işlemleri son derece hızlı bir şekilde gerçekleştirilmektedir. Ayrıca bu sayede Samsung yeni nesil NAND teknolojileri ile üretilmiş ürünleri kısa sürede kullanıma sunabilmektedir.

Kaynak : Samsung