Bir masada yer alan,  KC2500 ve KC600’ü gösteren bir düz ekran bilgisayar monitörü

NVMe ile SATA karşılaştırması: Farkları nedir?

Konu üstün veri saklama teknolojisi olduğunda NVMe türünün en iyi örneğidir. İlk bakışta bile performans açısından NVMe ve SATA’nın farkları etkileyicidir. NVMe ve SATA’nın iletişim sürücüleri ve arayüzleri tamamen farklıdır. SATA, dönen disk teknolojisini temel alan sabit disk sürücüler (HDD) için tasarlanan AHCI sürücüleri kullanırken NVMe sürücüsü, özel olarak flash teknolojili SSD’ler için tasarlanmıştır Ayrıca NVMe, veri saklama arayüzü ile sistemin CPU’su arasında iletişim kurmak için PCIe yuvalarını kullandığından ekstra avantaj sağlar. Bu eşleşmeyi bir spor etkinliğine benzetmek gerekirse bir F1 yarışı ile modifiye standart arabaların kullanıldığı yarışlar örnek verilebilir.

İlk bakışta her ikisi de hızlı olsa da bu iki tür katı hal sürücüsünün karşılaştırılması farklarını ortaya koymaktadır. İhtiyaçlarınızı, isteklerinizi ve gereksinimlerini değerlendirirken bu farkları dikkate almak önemlidir.

SATA SSD’ler

Bir dizüstü bilgisayarda takılı bir 2,5” SATA SSD

Serial ATA (SATA) teknolojisi, 2000 yılında kablo boyutu, maliyet, performans ve işlevsellik açısından kısıtlamalara sahip mevcut Paralel ATA teknolojisini iyileştiren bir teknoloji olarak kullanılmaya başlandı. Her iki teknoloji de günümüzün katı hal sürücülerinden (SSD’ler) çok daha az yetenekli olan sabit disk sürücüler (HDD’ler) için yeterliydi. SATA tabanlı SSD’lerin çıkışı, ATA veri yolunun performans sınırına ulaştığını gösterdi. HDD’ler sadece 50-120 MB/s yazma performansına ulaşabilirken SSD’ler 550 MB/s hızları ile SATA veri yolunu doldurabiliyordu. Veri yolunun kısıtlamalarına karşın eski HDD teknolojisi yerine SATA tabanlı SSD’leri kullanmak genel sistem performansını 10-15 kat artırabilmektedir.

AHCI

Advanced Host Controller Interface (AHCI), SATA bağlantılı veri saklama cihazlarının performansını ve kullanışlılığını artırmak için yaklaşık 2004 yılında tasarlanan bir iletişim modudur. HDD’ler için tasarlanmıştır ve 32 komuta kadar derinliğe sahip bir tek veri saklama isteği kuyruğu tanıtmıştır. Bu durum HDD’lerin daha yüksek çıkışa ve performansa ulaşması anlamına geliyordu ancak uygulama, ileride SSD denetleyici teknolojisi için bir darboğaz haline geldi. Örneğin HDD’ler saniyede 200 giriş/çıkış işlemi (IOPS) yapabilirken SATA tabanlı SSD’ler 100.000 IOPS’ye varabilmektedir. Bu nedenle SATA veri yolu nedeniyle performansları suni biçimde sınırlandırılmaktadır.

NVMe SSD’ler

Bir PC’ye takılı Kingston NVMe SSD

Non-Volatile Memory Express (NVMe) teknolojisi, 2011 yılında SATA arayüzünün ve iletişim protokollerinin çeşitli darboğazlarını gidermek için tanıtıldı. NVMe teknolojisi, veri saklama cihazları için müthiş yüksek bant genişliği potansiyelini açığa çıkarmak için SATA veri yolu yerine PCIe veri yolunu kullanmaktadır. PCIe 4.0 (geçerli sürüm), 32 adete kadar hat sunmaktadır ve teorik olarak SATA III’ün 600MB/s spesifikasyon sınırına kıyasla 64.000MB/s’ye varan veri aktarımı hızı sunabilmektedir. NVMe şartnamesi, 65535 komut kuyruğuna ve her kuyrukta 65536 komuta da izin vermektedir. SATA tabanlı SSD’lerin tek kuyrukla ve kuyruk başına yalnızca 32 komutla sınırlı olduğunu hatırlayın. NVMe teknolojisi, yüksek verim, performans ve birçok sistem arasında çalışabilirliği sayesinde veri saklama cihazları için müthiş bir potansiyel yaratmaktadır. Bu teknolojin yeni endüstri standardı olacağı beklenmektedir.

SSD Form Faktörleri

HDD’ler genellikle 2,5 ya da 3,5 inç genişliğinde ve çoğu SATA tabanlı SSD’ler 2,5 inç genişliğinde, 7mm kalınlığında sunulurken, NVMe sürücüler çeşitli cihazlara takılmalarına olanak sağlayan bir dizi yeni form faktörüne sahiptir.

  • M.2 - M.2 form faktöründe görülen fiziksel sürücü boyutundaki küçülme, bu veri saklama cihazlarının gelecekte yaygınlaşacağını garanti etmektedir. 22, milimetre cinsinden genişliği ve 30/42/80/110 ise milimetre cinsinden uzunluğu ifade etmektedir. Şu anda M.2 2280 SATA’yı desteklemekte ve aynı zamanda NVMe için en yaygın NVMe SSD form faktörüdür. Teknoloji ilerledikçe ve küçüldükçe bu durum değişebilir.
  • U.2 - Bunlar genellikle veri merkezleri/kurumsal veri saklama ortamlarında yer alan daha pahalı, daha yüksek performanslı ve daha dayanıklı veri saklama cihazlarıdır.
  • Eklenti PCIe kartları - Bu yüksek performanslı NVMe SSD’ler, henüz M.2 form faktörünü alabilecek yuvaları olmayan sistemlerde kendilerine yer buldu.

Bir Bakışta SSD Performansı

NVMe, SSD’ler dikkate alınarak özel olarak tasarlanan bir veri saklama protokolüdür. Aracı SATA HBA katmanının ortadan kaldırılmasıyla NVMe, SSD’lerin PCIe veri yolu üzerinden doğrudan CPU ile iletişim kurmasına olanak tanıyarak büyük performans iyileştirmeleri için kanallar açmaktadır. Bu açıdan bakıldığında SATA III veri yolunun performans sınırı 6Gb/s’dir. Yani bir SATA SSD, kendi için kullandığı kısımdan sonra maksimum 550MB/s çıkış sağlayabilmektedir. Tek bir PCIe 3.0 hattı, 1GB/s (çift yönlü) çıkış sunabilmektedir. Yani bir PCIe 3x4 SSD, 4GB/s okuma/yazma hızına ulaşabilmektedir. Bu durum PCIe Gen 4X4 SSD’ler için 8GB/s’ye (çift yönlü) kadar çıkmaktadır. Buradaki performans kısıtlaması, protokolden son yıllarda üreticilerin en yüksek yoğunluğu ve performansı en küçük form faktörlerine sıkıştırmasına olanak tanıyacak şekilde müthiş bir gelişim yaşayan NAND ortamına geçmektedir.

NVMe ile SATA/SAS’e göre daha düşük gecikme sunan kısaltılmış ve optimize edilmiş veri yolu sayesinde protokol gecikmesi de önemli ölçüde azaltılmıştır. Ayrıca NVMe cihazlarında kuyruklar, CPU kullanımını önemli ölçüde azaltan I/O işlemi uyarı sinyal sistemi sayesinde CPU tarafından çok daha verimli biçimde yönetilmektedir. Ayrıca NVMe cihazları, geçtiğimiz on yıl boyunca gerçekleşen büyük geliştirme çabaları sayesinde birçok önemli işletim sistemi tarafından desteklenmektedir.

#KingstonIsWithYou

İlgili Ürünler

Related Videos

  • How to Choose an SSD: SATA, 2.5”, NVMe, M.2, PCIe, U.2 Explained (DIY in 5 Ep 139)
  • How to install an NVMe SSD In a Laptop (DIY in 5 Ep 113)
  • PCIe Gen 4 – What is it? (DIY in 5 Ep 105)
  • NVMe Storage Explained for 2019 (DIY in 5 Ep 100)
  • NVMe Storage Explained (DIY in 5 Ep 76)
  • PC Build - Types of SSDs (DIY in 5 Ep 71)