Was ist NVMe? Was ist SATA?

NVMe (Non-Volatile Memory Express):

– NVMe ist ein Schnittstellenprotokoll zum Verbinden von Flash-Speichergeräten, das speziell für Solid-State-Laufwerke (SSDs) entwickelt wurde.

Es nutzt den PCIe-Bus, um extrem hohe Lese-/Schreibgeschwindigkeiten und geringe Latenz zu erreichen, unterstützt die parallele Mehrkanalverarbeitung und eignet sich daher für Hochleistungs-Computeranwendungen.

SATA (Serial ATA):

– SATA ist ein Schnittstellenprotokoll zum Anschließen von Speichergeräten wie Festplatten und SSDs.

- Es bietet eine niedrigere Übertragungsrate von maximal 6 Gb/s und wurde ursprünglich für Verbindungs- und Datenübertragungslösungen für mechanische Festplatten entwickelt.

Vergleich Diagramm : NVMe vs. SATA

Besonderheit	NVMe	SATA
Vollständiger Name	Nichtflüchtiger Speicher Express	Serieller Aufsatz für fortschrittliche Technologie
Einführungsjahr	2011	2000
Designzweck	Entwickelt für Flash-Speicher	Ursprünglich für mechanische Festplatten konzipiert
Übertragungsrate	Bis zu 32 Gb/s (PCIe 4.0 x4)	Bis zu 6 Gb/s (SATA III)
Oberflächentyp	PCIe (normalerweise M.2, U.2, PCIe-Karte)	SATA-Schnittstelle (typischerweise 2,5", 3,5")
Datenkanäle	Mehrkanalige Parallelverarbeitung (bis zu 65.536 Befehlswarteschlangen)	Einkanalige serielle Verarbeitung (bis zu 32 Befehlswarteschlangen)
Latenz	Extrem niedrig (Mikrosekunden-Ebene)	Höher (Millisekunden-Ebene)
Energieverbrauch	Höher (für Hochleistungsrechnen)	Niedriger (geeignet für allgemeine Computeranwendungen)
Anwendungsszenarien	Leistungsstarkes NAS, geeignet für Anwendungen auf Unternehmensebene, die eine hohe Parallelität und einen hohen Durchsatz erfordern	Allgemeines NAS, geeignet für den Speicherbedarf zu Hause und in kleinen Büros
Preis	Höher	Untere
Kompatibilität	Erfordert NVMe-unterstütztes Motherboard und Firmware	Breite Kompatibilität, geeignet für die meisten NAS-Geräte
Hot-Swap-fähig	Unterstützt (einige Modelle)	Unterstützt
Kapazität	Generell geringere Kapazität, aber hohe Leistung	Höhere Kapazität und Kosteneffizienz
Kühlung	Erfordert bessere Kühllösungen	Geringerer Kühlbedarf
Haltbarkeit	Hoch (geeignet für häufige Lese-/Schreibvorgänge)	Mäßig (geeignet für allgemeine Speicherung und Sicherung)
Vorteile	Hochgeschwindigkeitsübertragung, geringe Latenz, hohe parallele Verarbeitungskapazität	Niedrige Kosten, gute Kompatibilität, große Kapazität
Nachteile	Höhere Kosten, höherer Stromverbrauch, erfordert gute Kühlung	Geringere Übertragungsrate und Leistung

Für NAS auf Unternehmensebene, die hohe Leistung und geringe Latenz erfordern, ist NVMe die bessere Wahl, während für kostensensible und grundlegende NAS-Geräte im Heim- und Kleinbürobereich SATA die kostengünstigere Option ist.

*PCIe Gen 3 x 2 bedeutet, dass es 2 Lanes hat und PCIe Gen 3 x 4 bedeutet, dass es 4 Lanes hat.

Mehr (doppelte) Fahrspuren bedeuten mehr (doppelte) Geschwindigkeit.*

Vorteile von NVMe-SSDs

1. Hochgeschwindigkeitsübertragung:

Verwendung des PCIe-Busses: NVMe überträgt Daten direkt über den PCIe-Bus. Unter dem aktuellen PCIe 4.0-Standard kann eine einzelne Spur eine Übertragungsrate von bis zu 8 Gbit/s erreichen, und eine Konfiguration mit vier Spuren (x4) kann bis zu 32 Gbit/s erreichen, was um ein Vielfaches schneller ist als das herkömmliche SATA III (6 Gbit/s).

- Engpässe beseitigen: Im Vergleich zu SATA-Schnittstellen kann NVMe die Geschwindigkeitsvorteile des NAND-Flash-Speichers besser ausnutzen und Engpässe bei der Übertragungsrate vermeiden.

2. Geringe Wartezeit:

Vereinfachter Protokollstapel: Das NVMe-Protokoll vereinfacht Treiber und Befehlssätze und reduziert die Latenz der Datenübertragung, normalerweise bis auf Mikrosekundenebene.

Effiziente Befehlsverarbeitung: Dank des optimierten Designs des NVMe-Protokolls können Datenbefehle schneller übertragen und verarbeitet werden, was die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems erheblich verbessert.

3. Hohe Parallelverarbeitungskapazität:

Mehrere Befehlswarteschlangen: NVMe unterstützt bis zu 65.536 gleichzeitige Befehlswarteschlangen, wobei jede Warteschlange bis zu 64.000 Befehle verarbeiten kann. Dies verbessert die Fähigkeit zur parallelen Datenverarbeitung erheblich und eignet sich für Umgebungen mit mehreren Aufgaben und hoher Auslastung.

Optimierung der Multi-Core-Verarbeitung: NVMe kann die Vorteile von Multi-Core-Prozessoren besser nutzen und so eine höhere Effizienz der parallelen Verarbeitung erreichen.

4. Höhere IOPS (Eingabe-/Ausgabevorgänge pro Sekunde):

Hohe Leistung: Aufgrund der hohen Bandbreite und der geringen Latenz von NVMe ist seine IOPS-Leistung deutlich höher als die von SATA-Schnittstellen und eignet sich für großskalige Anwendungen, die einen schnellen Datenzugriff und eine schnelle Datenverarbeitung erfordern, wie Datenbanken, Virtualisierungsumgebungen und Echtzeit-Datenanalysen.

5. Miniaturisierung und Flexibilität:

M.2-Spezifikation: NVMe-Geräte verwenden üblicherweise die M.2-Schnittstelle. Dieses kompakte Design eignet sich für ultradünne Laptops und andere kompakte Geräte, spart Platz und bietet flexible Installationsoptionen.

U.2- und PCIe-Karten: Zusätzlich zu M.2 unterstützt NVMe auch U.2- und PCIe-Kartenformate, die für verschiedene Server und Workstations geeignet sind und mehr Flexibilität bei der Installation und Erweiterungsoptionen bieten.

6. Zuverlässigkeit und Haltbarkeit auf Unternehmensebene:

Haltbarkeit: NVMe-SSDs haben im Allgemeinen eine höhere Schreibhaltbarkeit, eignen sich für häufige Schreib- und Lesevorgänge und erfüllen die Anforderungen von Unternehmensanwendungen.

Erweiterte Funktionen: Viele NVMe-SSDs unterstützen erweiterte Funktionen wie Stromausfallschutz, Datenverschlüsselung und Fehlerkorrekturcodes (ECC), was die Datensicherheit und Zuverlässigkeit weiter verbessert.

Abschluss

In der heutigen datengesteuerten Welt sind Speicherleistung und -effizienz von entscheidender Bedeutung. Der Aiffro K100 verbessert die Lese-/Schreibgeschwindigkeit und die Systemreaktionszeit erheblich und bietet gleichzeitig hervorragende Energieeffizienz und Haltbarkeit, was ihn zur idealen Wahl für unternehmensweite und leistungsstarke Computerumgebungen macht. Durch die Unterstützung von 4 x 2280 M.2 NVMe PCIe Gen32 SSD-Steckplätzen nutzt der All-SSD NAS K100 die zahlreichen Vorteile von NVMe voll aus, darunter Hochgeschwindigkeitsübertragung, geringe Latenz und hohe Parallelverarbeitungsfähigkeit, und erfüllt so den wachsenden Speicherbedarf. Weitere Einzelheiten finden Sie auf der AIFFRO-Produktseite .