Apa itu Teknologi SSD NVMe?

Apa itu Teknologi SSD NVMe?

Keuntungan NVMe

Teknologi NVMe memberikan penyimpanan, kecepatan, dan kompatibilitas superior. Karena memanfaatkan soket PCIe, NVMe dapat mentransfer 25x lebih banyak data dibandingkan yang setara SATA. Seiring dengan data yang lebih banyak, perintah NVMe 2x lebih cepat dibandingkan milik driver AHCI. Selain itu, operasi input/output per detik (IOPS) NVMe lebih dari 1 juta dan mencapai 900% lebih cepat dibandingkan drive AHCI. NVMe juga berkomunikasi langsung dengan CPU sistem, yang menghasilkan kecepatan luar biasa akibat kompatibilitasnya. Drive NVMe berfungsi pada semua sistem operasi terkemuka apa pun faktor bentuknya.

NVME LogoNVMe (Non-Volatile Memory Express) adalah antarmuka dan driver komunikasi yang memanfaatkan peningkatan bandwidth yang ditawarkan PCIe. Protokol ini didesain untuk meningkatkan performa dan efisiensi sekaligus membuat cakupan luas dari sistem perusahaan dan klien dapat bertukar operasi. NVMe didesain untuk SSD dan mengomunikasikan antarmuka penyimpanan dengan CPU sistem menggunakan soket PCIe kecepatan tinggi tanpa pembatasan form factor.

Protokol NVMe memanfaatkan jalur data paralel dan berlatensi rendah untuk media yang terkait seperti arsitektur prosesor performa tinggi. Hal ini memungkinkan performa yang lebih tinggi dan latensi lebih rendah dibandingkan dengan protokol SAS dan SATA. NVMe dapat mendukung banyak antrean I/O, hingga 64K dengan tiap antreannya memiliki entri 64K. Ini memungkinkan tugas input/output untuk mentransfer lebih banyak data dengan lebih cepat dibandingkan dengan model penyimpanan yang lebih lama yang menggunakan driver lawas seperti AHCI (Advanced Host Controller Interface). Karena NVMe didesain khusus untuk SSD, suatu saat akan menjadi standar industri yang baru.

Penyimpanan SSD: Dahulu dan Sekarang

Bus data mentransfer data di dalam sistem dan ketika SSD berbasis NAND pertama kali muncul, sudah jelas bahwa industri ini membutuhkan bus dan protokol baru.

  • SSD pertama relatif lambat, yang mana membuat penggunaan infrastruktur penyimpanan SATA yang sudah ada saat itu cukup nyaman. Meskipun bus SATA telah berevolusi menjadi 16Gbps, hampir semua implementasi komersial bus SATA tetap pada 6Gbps.
  • Throughput total PCIe 3.0 adalah 16Gbps sementara PCIe 4.0 telah melipatgandakan throughput-nya. PCIe 4.0 menawarkan hingga 16 jalur dan dapat mentransfer data hingga 32.000MB/dtk sementara SATA III hanya 600MB/dtk.

Keputusan untuk memanfaatkan teknologi bus dengan bandwidth lebih tinggi yang sudah ada menggantikan protokol SATA dengan teknologi PCIe. Penyimpanan PCIe hadir beberapa tahun terlebih dahulu sebelum NVMe , tetapi karena solusi sebelumnya terhambat oleh protokol transfer data yang lebih lama seperti SATA dan AHCI, PCIe baru dapat digunakan secara maksimal beberapa tahun belakangan ini. NVMe adalah solusi untuk hambatan dan menghapus batasan dengan menawarkan perintah latensi rendah dan antrean 64K. Antrean yang banyak memungkinkan transfer data yang lebih cepat karena data ditulis ke SSD secara tersebar menggunakan chip dan blok daripada ditulis pada hard drive berupa disk berputar.

Driver Komunikasi: AHCI vs NVMe

Driver komunikasi digunakan oleh sistem operasi untuk mengomunikasikan data dengan perangkat penyimpanan. Driver NVMe lebih cepat dari driver AHCI yang biasanya ditemukan di antarmuka SATA.

  • NVMe didesain khusus untuk SSD dengan teknologi flash yang membuatnya lebih cepat dari driver AHCI yang didesain untuk hard drive umum dengan teknologi disk berputar.
  • Sementara NVMe memiliki antrean perintah 64K dan dapat mengirim 64K perintah per antrean, AHCI hanya memiliki satu antrean perintah dan hanya dapat mengirim tiga puluh dua perintah per antrean.
  • Dengan driver AHCI, perintah memanfaatkan siklus CPU tinggi dengan latensi 6 mikrodetik, sedangkan driver NVMe memanfaatkan siklus CPU rendah dengan latensi 2,8 mikrodetik.

Driver NVMe berkomunikasi langsung dengan CPU sistem, tetapi AHCI harus berkomunikasi dengan pengontrol SATA. AHCI memiliki IOPS (Input/Output Operations Per Second) hingga 100K, sedangkan NVMe memiliki IOPS lebih dari 1 juta. IOPS (Input/Output Operations Per Second, dilafalkan ay-ops) adalah pengukuran umum performa yang digunakan untuk menentukan benchmark perangkat penyimpanan komputer.

Form Faktor SSD NVMe

SSD NVMe hadir dalam berbagai form faktor, tetapi akan dibuat spesifik tergantung pada kasus penggunaan atau aplikasi.

    • Produk Personal/Klien menggunakan form faktor BGA dan M.2.
    • Aplikasi Pusat Data/Server menggunakan form faktor M.2, U.2, U.3, dan EDSFF.

Terdapat standar pengembangan dan upaya dalam EDSFF (Enterprise and Data Center SSD Form Factor) yang menawarkan cakupan dinamis form faktor dan standar yang berbagi protokol yang sama (NVMe), antarmuka yang sama (PCIe), dan menggunakan konektor edge (SFF-TA-1002), pinout, dan fungsi (SFF-TA-1009) tersendiri.

Kingston NVMe SSDs

For information about how COVID-19 has affected our business operations, click here.