Qu'est-ce que NVMe 2.0? Aperçu et principales mises à jour
NVMe 2.0 est la dernière itération de la norme non-volatile Memory Express (NVMe), développée pour optimiser davantage l'interface entre les disques solides (SSD) et les systèmes informatiques. S'appuyant sur les versions antérieures, NVMe 2.0 introduit une large gamme d'améliorations conçues pour améliorer performance, flexibilité et évolution pour les applications des entreprises et des consommateurs.
Une des mises à jour les plus importantes de NVMe 2.0 est l'introduction d'un spécification modulaire. Cette modularité divise la norme en composants distincts, permettant aux fournisseurs de mettre en œuvre des fonctionnalités spécifiques sans adopter l'ensemble des spécifications à la fois. Cette approche favorise une innovation plus rapide et une intégration plus facile des améliorations futures.
Une autre mise à jour clé est le soutien élargi pour nouveaux ensembles de commandes. NVMe 2.0 comprend des protocoles pour les zones de noms (ZNS), le stockage de la valeur des clés (KV) et la mémoire persistante (PMEM). Ces nouveaux ensembles de commandes permettent une gestion plus efficace des données, en particulier pour les environnements de stockage spécialisés à grande échelle.
En termes Amélioration des performances, NVMe 2.0 introduit des améliorations dans la gestion des files d'attente et l'exécution des commandes, réduisant la latence et augmentant le débit. La nouvelle version améliore également les capacités d'E/S multi-chemins, améliorant la fiabilité et l'équilibrage des charges dans les architectures de stockage complexes.
La sécurité est un autre domaine critique abandonné par la NVMe 2.0. La norme mise à jour comprend un meilleur support de chiffrement et des mécanismes pour sécuriser les mises à jour du firmware, aidant à protéger l'intégrité des données et la sécurité du système contre les menaces modernes.
Enfin, NVMe 2.0 améliore interopérabilité et compatibilité arrière, en veillant à ce que les appareils construits sur les versions précédentes de NVMe puissent toujours fonctionner en douceur tout en bénéficiant des nouvelles capacités lors de la mise à niveau.
Améliorations du rendement dans NVMe 2.0
NVMe 2.0 introduit plusieurs améliorations critiques qui repoussent les limites de performance des SSD et des systèmes de stockage. Ces améliorations visent à optimiser le débit des données, à faire la latence et à améliorer l'efficacité des opérations d'E/S.
L'un des principaux domaines d'amélioration est système de gestion des fichiers d'attente. NVMe 2.0 précise comment les files d'attente des commandes sont gérées, ce qui permet un meilleur parallélisme et réduit les frais généraux lors du traitement de plusieurs demandes d'E/S. Cette optimisation entraîne une augmentation des opérations d'entrée/sortie par seconde ( IOPS) et l'amélioration de la réactivité, en particulier sous de lourdes charges de travail.
La réduction de la latence est également une priorité centrale. La norme mise à jour correspond au nombre d'étapes nécessaires à la soumission et à l'achèvement des commandes, en rationalisant la communication entre l'hôte et le SSD. Cela signifie un traitement plus rapide des commandes et un accès plus rapide aux données, ce qui est particulièrement générique pour les applications sensibles à la latence comme l'analyse en temps réel et le jeu.
NVMe 2.0 améliore Soutien aux E/S à voies multiples aussi, permettant une utilisation plus efficace de multiples chemins de données entre l'hôte et le périphérique de stockage. Cette fonction améliore non seulement les performances globales en équilibrage de la charge entre différents chemins, mais augmente également la fiabilité en fournissant une redondance en cas de panne de chemin.
La nouvelle norme introduit également des améliorations dans efficacité d'exécution des commandes, réduisant les cycles CPU consacrés à la gestion des commandes de stockage. Cela permet de réduire les frais généraux du système et libère la puissance de traitement pour d'autres tâches, qui peuvent être cruciales dans les environnements de data center où l'optimisation des ressources est essentielle.
En outre, NVMe 2.0 prend en charge files d'espace de noms plus grandes et une meilleure gestion des pools de stockage, permettant de traiter des ensembles de données plus importants avec un impact minimal sur les performances. Cette évolutivité est essentielle à mesure que les volumes de données continuent de croître de façon exponentielle.
Enfin, NVMe 2.0 est conçu pour fonctionner de manière transparente avec la nouvelle technologie PCIe 5.0, débloquant un puissant de bande passante encore plus grand. Cette compatibilité vers l'avant garantie que les appareilstirant parti des nouvelles normes PCIe peut maximiser les avantages des améliorations de la performance NVMe 2.0.
Nouvelles fonctions et capacités dans NVMe 2.0
NVMe 2.0 introduit une série de nouvelles fonctionnalités qui élargissent la fonctionnalité et l'adaptation du protocole NVMe, répondant à un plus grand inventaire de cas d'utilisation et de technologies de stockage.
L'une des capacités les plus importantes est l'intégration formelle des Zones de nom (ZNS). ZNS permet aux périphériques de stockage d'organiser les données en zones, permettant un placement des données plus efficace et réduisant l'amplification par écriture. Cette fonctionnalité est particulièrement précieuse pour les systèmes de stockage à grande échelle et les fournisseurs de cloud, car elle améliore l'endurance et la longévité globale de l'entraînement en optimisant la façon dont les données sont écrites et effacées.
Un autre élément important est l'appui à Stockage de la valeur des clés (KV). Contrairement au stockage en bloc traditionnel, le stockage KV permet aux applications de stocker et récupérer des données en utilisant des paires de valeurs clés, en simplifiant la gestion des données et en améliorant les performances pour les charges de travail telles que les bases de données, les systèmes de cache et les applications IoT. NVMe 2.0 standardise la commande pour KV, permettant une meilleure interopérabilité entre les appareils et les logiciels.
NVMe 2.0 avance également Soutien mémoire persistant (PMEM). Cette capacité améliore la façon dont les périphériques de stockage interagissent avec les technologies de mémoire non volatile qui combinent la vitesse de RAM avec la persistance du stockage traditionnel. En optimisant les commandes et les protocoles autour de PMEM, NVMe 2.0 permet un accès ultra-faible aux données de latence, critique pour le traitement en temps réel et les applications de trading à haute fréquence.
En outre, la nouvelle norme comprend amélioration de la gestion des espaces de noms, permettant un redimensionnement dynamique, un meilleur isolement et des capacités de partage améliorées. Il est donc plus facile pour les administrateurs d'allouer des ressources de stockage de façon souple et sûre à de multiples locataires ou applications.
NVMe 2.0 introduit également des caractéristiques de déclaration d'erreurs et de télémétrie, qui fournissent des informations plus approfondies sur la santé des appareils et les mesures de performance. Ces améliorations facilitent l'entretien proactif et permettent des outils de surveillance plus perfectionnés pour détecter et prévoir les défaillances avant qu'elles n'aient un impact sur les opérations.
Une autre capacité d'innovation est l'expansion caractéristiques de sécurité, y compris des options de chiffrement améliorées et des protocoles d'authentification plus solides. Ces améliorations aident à protéger les données au repos et en transit, en alignant les appareils NVMe avec les normes de sécurité et les exigences réglementaires modernes.
Enfin, la norme souligne modularité en permettant aux fabricants de dispositifs de mettre en œuvre des caractéristiques spécifiques indépendamment. Cette flexibilité accélère l'adoption de fonctionnalités de pointe et soutient un écosystème diversifié de dispositifs optimisés pour diverses charges de travail.
Comparaison de NVMe 2.0 aux versions antérieures
NVMe 2.0 s'applique sur la fondation établie par les versions antérieures de la norme NVMe, mais elle introduit des changements substantiels qui la diffèrent sensement de ses médecins.
L'une des différences les plus notables est architecture modulaire présenté dans NVMe 2.0. Contrairement aux versions précédentes, plus monolithiques, cette conception modulaire brise la spécification en composants discrets. Cela permet aux fournisseurs de mettre en œuvre des fonctionnalités sélectivement, permettant une adoption plus rapide et une personnalisation plus facile sans attendre que la norme entière soit finalisée.
En termes d'extensions de recommandations de commandes, NVMe 2.0 prend en charge de nouveaux protocoles spécialisés tels que Zoned Namespaces (ZNS) et Key-Value (KV), qui étaient soit absents ou seulement en version préliminaire dans les versions précédentes. Ces ajouts étendent la polyvalence de NVMe-S au-delà du stockage en bloc traditionnel, ouvrant de nouvelles possibilités de gestion des données et d'optimisation des applications.
Amélioration des résultats en NVMe 2.0 surpassent ceux des versions précédentes en affinant la gestion des files d'attente, en réduisant la latence et en améliorant les E/S multipathes. Alors que NVMe 1.x a déjà réalisé des gains de vitesse impressionnants sur les anciennes interfaces de stockage comme SATA, NVMe 2.0 optimise le traitement interne et l'utilisation des ressources pour maximiser le débit, en particulier sous des charges de travail lourdes ou complexes.
La sécurité et la fiabilité ont également évolué. NVMe 2.0 intègre des méthodes de refroidissement plus solides et des processus de mise à jour firmware améliorés, réflétant l'importance croisante de la protection des données. Les normes anciennes comprennent la sécurité de base, mais NVMe 2.0 s'harmonise mieux avec les exigences de sécurité moderne et les cadres de conformité.
La compatibilité vers l'arrière reste une priorité; les appareils et les hôtels soutenant NVMe 2.0 peuvent encore fonctionner avec des implémentations NVMe anciennes, assurant une transition en doubleur. Toutefois, les capacités améliorées de NVMe 2.0 nécessitent une mise à jour du matériel et du firmware pour profiter pleinement des nouvelles fonctionnalités.
Enfin, le soutien de NVMe 2.0 nouvelles technologies Comme la mémoire persistante (PMEM) et PCIe 5.0 est un pas en avant clair par rapport aux versions précédentes. Ces intégrations préparent la norme pour les architectures de stockage futures, où la latence ultra-faible et la bande passante massive sont critiques.
