經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的等待后，今年專為固態(tài)硬盤設(shè)計(jì)的NVMe規(guī)范終于在消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤上得到應(yīng)用——最大連續(xù)傳輸速度突破2000MB/s、AS SSD總分高達(dá)3700以上。怪獸級(jí)性能表現(xiàn)，堪稱當(dāng)前最強(qiáng)性能的消費(fèi)級(jí)SSD，沒(méi)有之一！

背景小知識(shí)什么是NVMe?

這個(gè)新規(guī)范就是在2011年出爐的Non-Volatile Memory Express非易失性存儲(chǔ)器標(biāo)準(zhǔn)，即NVMe標(biāo)準(zhǔn)一專門針對(duì)NAND閃存和下一代存儲(chǔ)設(shè)備所提出的規(guī)范。它基于閃存存儲(chǔ)設(shè)備的的特點(diǎn)而研發(fā)，其目的是盡可能縮小存儲(chǔ)系統(tǒng)帶寬和內(nèi)存帶寬之間的差距。該規(guī)范出臺(tái)后，就迅速得到了企業(yè)級(jí)產(chǎn)品的應(yīng)用，而在消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品上則要晚不少，直到今年才有極少的新產(chǎn)品采用了該規(guī)范。目前它的最新標(biāo)準(zhǔn)是NVMe 1.2，公布于2014年11月3日。

NVMe 標(biāo)準(zhǔn)擁有下列特性

1. 在命令執(zhí)行或者結(jié)束時(shí)不再需要讀取相關(guān)寄存器
2. 支持最多可達(dá)64K 的I/O 隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列支持64K 的命令3. 每個(gè)隊(duì)列擁有明確的優(yōu)先級(jí)以及明確的仲裁機(jī)制4. 完成一個(gè)4KB 指令讀取請(qǐng)求的所有信息必須包含在64B 的命令中5. 采用高效和流線型命令集
6. 支持中斷指令以及中斷指令聚合7. 支持多重命名空間
8. 有效支持諸如SR-IOV 這樣的I/O 虛擬化架構(gòu)9. 高效的錯(cuò)誤報(bào)告和管理系統(tǒng)
10. 企業(yè)功能支持端對(duì)端的數(shù)據(jù)保護(hù)，支持多路徑I/O 等

更低的延遲

在PC的存儲(chǔ)系統(tǒng)中，延遲總是來(lái)源于設(shè)備、控制器和軟件。比起AHCI，NVMe可以大幅度降低控制器和軟件接口部分的延遲，一是因?yàn)镹VMe面向的是PCIe SSD，原生PCIe主控與CPU直接相連，而不是通過(guò)南橋控制器中轉(zhuǎn)，再連接CPU；二是NVMe精簡(jiǎn)了調(diào)用方式，執(zhí)行命令時(shí)不需要讀取寄存器，而AHCI每條命令則需要讀取4次寄存器，一共會(huì)消耗8000次CPU循環(huán)，從而造成2.5微秒的延遲。

更高的傳輸性能

相對(duì)于SATA、PCI- E M.2等傳統(tǒng)產(chǎn)品，NVMe在帶寬上所受的限制要小很多，支持PCI- E 3.0 x4的NVMe控制器最多可以提供雙向8GB/s，單向4GB/s的帶寬。同時(shí)，NVMe標(biāo)準(zhǔn)的另一個(gè)重點(diǎn)在于提升存儲(chǔ)系統(tǒng)的IOPS每秒讀寫次數(shù)。AHCI支持存儲(chǔ)系統(tǒng)一次最多執(zhí)行1個(gè)隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列32條指令。NVMe標(biāo)準(zhǔn)理論上存儲(chǔ)系統(tǒng)一次最多可執(zhí)行64K(64000個(gè))隊(duì)列，并且允許每個(gè)隊(duì)列擁有64K的命令。在支持隊(duì)列增加后，存儲(chǔ)系統(tǒng)多任務(wù)的讀寫性能將得到明顯的提升。此外，NVMe將對(duì)多核心處理器進(jìn)行更好的優(yōu)化，新加入的中斷模式支持可以讓多個(gè)處理器核心同時(shí)向NVMe控制器發(fā)出命令，這對(duì)企業(yè)級(jí)用戶來(lái)說(shuō)是極為有用的功能。

更出色的功耗控制

首先，NVMe由于不需要更多的轉(zhuǎn)接功能，可以直接和CPU通訊，節(jié)省了中間步驟，帶來(lái)了能耗比的提高。其次，NVMe增加了自動(dòng)功耗狀態(tài)控制系統(tǒng)，這將帶來(lái)能耗的顯著降低。舉例來(lái)說(shuō)，設(shè)備啟用時(shí)，維持在0等級(jí)的能耗，此時(shí)功耗大約4W左右，進(jìn)入和退出延遲都在10微秒，速度非常快。接下來(lái)，當(dāng)設(shè)備閑置50微秒后，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入能耗等級(jí)1，這個(gè)時(shí)候功耗大約會(huì)降低至10mW，與此相應(yīng)的是進(jìn)入和退出設(shè)備所需要的延遲增加，分別是大約10毫秒和5毫秒。當(dāng)設(shè)備繼續(xù)閑置50毫秒時(shí)，設(shè)備還可以進(jìn)入能耗等級(jí)3，這個(gè)時(shí)候總功耗就會(huì)低于1mW，進(jìn)入和退出的延遲會(huì)繼續(xù)拉長(zhǎng)至15毫秒和30毫秒。擁有這樣的功耗控制后，NVMe的能耗比會(huì)有比較明顯的提升，尤其是對(duì)于筆記本電腦、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，能帶來(lái)電池續(xù)航時(shí)間的延長(zhǎng)。

“Intel 750系列PCI-E 3.0 SSD擁有兩種容量，分別是400G及1.2TB。PCI-E 3.0 NVMe接口傳輸，完全打破傳統(tǒng)SATA3.0 僅600MB/s的傳輸極限。性能極為恐怖，400GB的持續(xù)讀寫速度高達(dá)2200、900MB/s，4K隨機(jī)讀寫性能達(dá)到430K/230K IOPS，而1.2TB的持續(xù)讀寫更是高達(dá)2400、1200MB/s，4K隨機(jī)讀寫性能高達(dá)440K/290K IOPS，目前幾乎沒(méi)有一款SSD能達(dá)到這樣性能傳輸上限。

既然在技術(shù)上擁有這么多優(yōu)勢(shì)，那么Intel 750系列NVMe SSD的成績(jī)是否真的如此驚人？下面就請(qǐng)大家同我們一起欣賞首款消費(fèi)級(jí)NVMe英特爾750 PCI- E 3.0 1.2TB SSD的精彩表演。

IntelSSD
首款消費(fèi)級(jí)NVMe SSD 英特爾750 SSD測(cè)試數(shù)據(jù)大賞

1.基準(zhǔn)性能測(cè)試

2.實(shí)際應(yīng)用全面測(cè)

3.PCMark 8存儲(chǔ)模塊測(cè)試

4.高隊(duì)列深度應(yīng)用測(cè)試

總而言之雖然首款NVMe消費(fèi)級(jí)SSD最后所表現(xiàn)出的主要優(yōu)勢(shì)仍在服務(wù)器端，但從技術(shù)層面上來(lái)看，它無(wú)疑是未來(lái)發(fā)展的方向——PCI- E 3.0 x4帶寬、18通道主控設(shè)計(jì)、更低的訪問(wèn)延遲、更高的批量指令執(zhí)行能力，以及對(duì)多核心處理器的優(yōu)化，每一個(gè)技術(shù)特點(diǎn)都是當(dāng)今其他消費(fèi)級(jí)SSD所竭力追求的技術(shù)方向。我們有理由相信，NVMe技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)必將替代AHCI全面導(dǎo)入到SSD行業(yè)，而SSD也將很可能由此掀起從SATA到PCI- E的轉(zhuǎn)換，為存儲(chǔ)設(shè)備的下一次提速打下基礎(chǔ)。

?資料及圖表來(lái)源：《微型計(jì)算機(jī)》