NVMe 可為企業帶來的優勢

NVMe 可為企業帶來的優勢

為何 NVMe 對資料中心如此重要?

資訊量日漸龐大的趨勢下,各企業紛紛投入資金進行數位轉型,儲存協定也被持續改良。支援 SSD 和傳統機械式硬碟的 SATA,至今仍是最常使用的協定,但隨著非揮發性記憶體的興起,相應配備也逐漸趨向使用新型技術。

NVME Logo名為 NVMe 的全新儲存協定讓資料中心和企業可提高生產力,充分利用高效能快閃記憶體的優勢。因為 SATA 介面是為傳統硬碟所打造的,所以在與快閃記憶體 SSD 搭配時,效果較為不彰。
雖然 SATA 協定也適用於 SSD 和 HDD ,但 NVMe 是專門為 SSD 所打造。
因此,SATA 和 NVMe 的效能差異相當可觀。

上方圖 1 顯示 SATA 和 NVMe 的 IOPS 和頻寬差異

SATA III 雖擁有最高達到 600MB/s 的速度,但無法一直維持此效能。
以 SATA 為基礎的 SSD 可適用於處理部分資料中心的工作負載,原因在於有許多傳統伺服器僅支援 SATA/SAS SSD,然而其效能也會因此受到侷限。

透過同時啟動大量 I/O 操作,NVMe 實踐了多核心處理的願景,而多核心處理正是組織在企業環境中有效存取、操作與處理資料的必要條件。這樣的服務品質(QoS)可以在穩定的I / O 交付與高效能的讀寫IOPS之間達到絕佳的平衡,用以處理各種工作負載。

為什麼選擇 NVMe 而非 SATA?

轉換至 NVMe 的好處包括更快的速度和同時處理多項資料的能力,可以充分發揮 CPU 和 GPU 的運算效能。NVMe 也支援多種尺寸規格,包含 M.2、U.2 和 EDSFF,在許多伺服器系統或全快閃記憶體儲存陣列系統上都可使用。


NVMe 可將資料分割與簡化,以便同時寫入資料。此外,NVMe 可以使頻寬提高 6 倍、延遲時間縮短 3 倍,更支援多核心及4K效能。
不僅如此,NVMe 包含一些可以與 NVMe SSD 進行溝通的指令。藉此可加快介面傳輸速度,並優化 SSD 的資料寫入程序。

為了保持競爭力,企業組織正大量投資內容創作、資料管理、分析與儲存等相關技術。
新的 PCIe 和 NVMe 協定在不犧牲效能的情況下,消弭了過去的瓶頸和限制,大幅提升儲存、管理和存取資料的效率。

將 QoS 強化功能納入韌體和硬體設計中,對企業級 NVMe SSD 而言也十分重要。
擁有良好 QoS 的 NVMe SSD 可以確保 I/O 和延遲保持在可預測的範圍內,好讓應用程式可藉由這些資訊,從開發端一路到終端使用者介面,提供所需的穩定效能。
NVMe 是新一代的儲存技術,改善了企業處理資料的方式。


NVMe 效能的企業應用

NVMe 的高效能表現,可在對於延遲較為敏感的工作負載、以及其他像是即時大數據分析、高工作負載資料庫環境等領域中有所助益。NVMe 協定使用類似產業標準處理器架構的平行、低延遲資料路徑。
與傳統的 SATA 協定相比,NVMe 明顯提供了更高的效能和更低的延遲。
可加快需要更高作業速度的現有應用程式,同時為資料中心及邊緣運算的即時工作負載啟動新的應用程式及運作功能。
  • 速度優於 3GB/s 的高效能

  • 可預測的低延遲和高 I/O 一致性

  • 降低應用程式延遲

上方圖 2 顯示 SATA 和 NVMe 的延遲差異


醫療保健、金融和電信等產業都需要高效能、低延遲的超高速電腦。
醫療保健和電信公司利用 NVMe 的速度,來處理快速複雜的工作負載,因為它幾乎省去了處理器從儲存設備讀取資料的等待時間。
金融公司採用 NVMe 作為額外儲存設備,以加速大量交易進行。

線上交易程序 (OLTP) 資料庫和大數據也受益於高效能讀取。在資料庫中,企業可以在不降低讀取速度的情況下,使用 SSD 快取來處理暫存資料、中繼資料與進行索引。
可藉此提高查詢速度,最終更可提升資料庫效能。當處理大數據的密集型工作負載不再是瓶頸,商業分析師可更快速地存取資料、進行即時決策。
NVMe 不僅限於單一類型的工作負載使用,它也可以用來提升其他應用程式的效能。

上方的圖 3 顯示 OLTP 測試


NVMe 允許管理員透過增加虛擬網路可支援的虛擬機器數量,來優化虛擬環境。
通常,虛擬環境需要按照工作負載、延遲或 IOPS 對網路進行分割。這會產生高額成本並增加管理工作負載。NVMe 專為管理叢集和跨工作負載的優化效能所打造,使虛擬環境無需複雜的分割即可提高網路速度和效能。


為何要改為使用 NVMe?


隨著大數據的興起,企業系統需要全新的解決方案以滿足最前線的需求和挑戰。處理大數據時,即使是高效能 SSD,使用傳統協定也可能遇到效能降低、延遲時間增長和服務品質 (QoS)不佳等問題。

NVMe 的新技術有助於突破瓶頸,充分運用所有 CPU 和 GPU 效能,支援不斷擴大的資料庫應用需求、並可滿足新興的邊緣運算架構。

NVMe 專為高效能和非揮發性儲存設備所設計,是唯一可以滿足大數據需求、並為雲端儲存和邊緣運算生態系這類資料龐雜的企業環境所提供的協定。作為先驅,它能夠幫助企業更有效地儲存、管理和存取資料,同時提高效能、可靠性和一致性。

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