Intel SSD 750: Extremně rychlý disk s NVMe pro PCI-E
Úložná zařzení Článek Intel SSD 750: Extremně rychlý disk s NVMe pro PCI-E

Intel SSD 750: Extremně rychlý disk s NVMe pro PCI-E | Kapitola 2

Z. Obermaier

Z. Obermaier

27. 4. 2015 03:00 25

Seznam kapitol

1. Intel SSD 750 – Extrém i do „běžného“ PC 2. Co znamená NVMe 3. Představení disku 4. Operační systém, bootování 5. Stará základní deska = problém 6. Testovací sestava a specifikace
7. Testy malých souborů (nejdůležitější) 8. Testy malých souborů (důležité) 9. Testy sekvenční, IOPS a přístupové doby 10. Syntetické testy – body 11. Start Windows, shrnutí výkonu 12. Závěr

V dnešním testu si představíme první NVMe SSD disk do běžných počítačů. Díky využití sběrnice PCI-E 3.0 a přímé komunikaci s řadičem v procesoru nabízí extrémně vysoký výkon. Na druhou stranu jej nelze použít všude, kvůli omezení čipsetů a operačních systémů. Pokud ale funguje, je to drtič, neskutečný drtič!

Reklama
Reklama

Co znamená NVMe

Rozhraní AHCI vzniklo někdy v roce 2004 a bylo postaveno na míru pevným diskům s mechanickým úložištěm, kdy disk samotný měl ohromné latence. V tu chvíli nevadilo, že i další části ve frontě zvyšují dále latenci, jelikož ta byla v porovnání s latencí samotného disku vždy výrazně nižší. Jak se ale objevovaly na trhu stále rychlejší a rychlejší disky, latence těchto klesala. Podívejme se na obrázek:

Intel SSD 750: Extremně rychlý disk s NVMe pro PCI-E

Graf ukazuje latenci všech součástí systému, tmavě modrá je latence pevného disku (přístupová doba, rychlost řadiče, odezva disku). Fialový pruh ukazuje zpoždění v diskovém řadiči (zpravidla čip na desce nebo obvody v čipsetu). Světle a tmavě zelená pak ukazuje reakční dobu softwaru neboli ovladače.

Je vidět, že mechanický disk měl ohromnou latenci na své fyzické vrstvě, zpoždění disku je měřitelné v tisících mikrosekund. Na celkových latencích se velkou měrou podílel také diskový řadič a jeho ovladač. Pokud vyměníme klasický disk za SSD, který ale stále využívá protokol AHCI (SATA), klesne latence disku na nějakých 50 mikrosekund, zpoždění dané řadičem a jeho ovladačem je ale stále vysoké, celkem kolem 80 mikrosekund. V případě protokolu NVMe protokolu je to ale jiné. Procesor komunikuje s diskem přímo, nepotřebuje k tomu žádný řadič. 7cela odpadá zpoždění na řadiči a jeho ovladači. Přibude jen výrazně nižší zpoždění na ovladači NVMe. Celkově se tedy latence dle obrázku sníží na finálních 60 mikrosekund. K vizualizaci a lepší představě nám poslouží další obrázek:

Intel SSD 750: Extremně rychlý disk s NVMe pro PCI-E

Nalevo je SATA, napravo pak NVMe. Řadič SATA řadič má přenosovou rychlost omezenou na teoretických 600 MB/s. Dá se i zdvojit, ale bylo by to složité a zbytečné. Naproti tomu má NVMe kapacitu až 4 GB/s díky čtyřem linkám PCI-E 3.0. Také spojení je rychlejší, latence se snižují (viz první obrázek). U SATA probíhá spojení mezi procesorem a diskem takto: Procesor - sběrnice PCI-E - na ní připojený řadič SATA - k řadiči připojený disk. U NVMe je disk připojený k procesoru přímo přes sběrnici PCI-E, nic dalšího nestojí v cestě. Jak říká obrázek, u NVMe až sedmkrát narostla přenosová kapacita a třikrát se snížila latence. To ovšem není všechno, jak nám ukáže poslední obrázek:

Intel SSD 750: Extremně rychlý disk s NVMe pro PCI-E

Na něm vidíme sice případ systému Linux, ale pro Windows je to podobné. AHCI fronta pro 1 milion IOPS potřebuje deset procesorových jader, procesory potřebují ke zpracování 27 tisíc cyklů a trvá to deset mikrosekund. Ta stejná úloha, u NVMe zatíží pouze necelá čtyři procesorová jádra, zpracování zabere procesorům 10 tisíc cyklů a pouze tři mikrosekundy. Zátěž procesoru je nižší, zpracování požadavků rychlejší.

Pokud bychom měli tedy NVMe shrnout: Jde o technologii vyvinutou speciálně pro disky SSD připojené k rozhraní PCI-E. Disk komunikuje s procesorem přímo (pokud jsou PCI-E linky přímo v něm, jako u Intelu). Není potřeba žádný řadič, jen ovladač v systému. Přístupová doba je značně kratší a propustnost až 8 GB/s (jedním směrem) při použití osmi linek PCI-E 3.0. Kromě viditelných dopadů na nás, uživatele, je zde i spousta dalších vylepšení. U AHCI je daná jen jedna příkazová fronta s třiceti dvěma příkazy, u NVMe je front 64 tisíc a každá se 64 tisíci příkazy najednou! NVMe podporuje vícenásobný přístup, a paralelizaci na straně procesoru. Počet IOPS není limitován jedním jádrem procesoru, lze využít všechna jádra.

Předchozí
Další
Reklama
Reklama

Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.

Reklama
Reklama

Byl detekován AdBlock

Pctuning je komunitní web, jehož hlavním příjmem je reklama. Zvažte prosím vypnutí AdBlocku, ať můžeme všem čtenářům i nadále přinášet kvalitní herní zpravodajství, články a videa.

Děkujeme

Váš tým Pctuning