Informazioni sulla tecnologia SSD: NVMe, SATA, M.2

Storage SSD: SATA contro PCIe

I bus dati trasferiscono i dati all'interno di un sistema e quando lo standard SSD basato sulla tecnologia NAND fu introdotto per la prima volta, apparve chiaro fin da subito che sarebbe stato necessario adottare anche un nuovo bus e un nuovo protocollo.

• I limiti dei drive HDD hanno portato all'adozione dei drive a stato solido (SSD). Gli SSD potevano utilizzare la stessa infrastruttura utilizzata dagli HDD, ma offrivano prestazioni di gran lunga migliori, sia in termini di prestazioni sequenziali che casuali. Sebbene le specifiche SATA III supportassero velocità fino a 6 Gbps, gli HDD non erano in grado di utilizzare appieno questa larghezza di banda, al contrario dei drive SSD divenuti disponibili in commercio, che hanno rapidamente iniziato a saturare l'interfaccia.
• Lo standard PCIe 4.0 ha introdotto un raddoppio a 32 GB/s (256 Gbps) per x16, che ha portato un ulteriore incremento della larghezza di banda (16 Gbps per x1): le 16 corsie di PCIe 4.0 possono trasferire dati fino a 32.000 MB/s. Lo standard PCIe 5.0 ha poi nuovamente raddoppiato la larghezza di banda, raggiungendo 64GB/s (512 Gbps) per x16 (32 Gbps per x1), con una velocità di trasferimento massima teorica di 64.000MB/s. A titolo di confronto, il vecchio standard SATA III raggiunge un massimo di soli 600 MB/s, rendendo PCIe 5.0 più veloce di SATA III di oltre 100 volte, il che dovrebbe dare un'idea sufficientemente chiara degli enormi guadagni di prestazioni offerti da ogni nuova generazione di PCIe.

La decisione di utilizzare un bus esistente con una tecnologia di larghezza di banda esistente ha consentito di sostituire il protocollo SATA con la tecnologia PCIe. La tecnologia di storage PCIe è arrivata sul mercato alcuni anni prima del protocollo NVMe, ma dato che le soluzioni precedenti erano limitate dai colli di bottiglia causati da vecchi protocolli di trasferimento dati, come SATA e AHCI, fino a pochi anni fa tale tecnologia non poteva essere sfruttata appieno. Lo standard NVMe ha rappresentato la soluzione ideale contro i colli di bottiglia, in quanto rimuove le limitazioni offrendo comandi a bassa latenza e 64.000 code. Le code multiple consentono trasferimenti dati più rapidi in quanto vengono scritte sugli SSD in maniera sparsa, utilizzando chip e blocchi, anziché essere scritti su dischi rotanti come quelli degli hard drive.