NVMe مقابل SATA: ما هي تقنية SSD الأسرع؟

تعد محركات أقراص NVMe مشكلة كبيرة في تخزين الكمبيوتر في الوقت الحالي ، ولسبب وجيه. لا يترك محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة NVMe (SSD) معظم محركات أقراص الحالة الثابتة القديمة في الغبار فحسب ، بل إنه سريع للغاية مقارنة بمحركات الأقراص القياسية مقاس 3.5 و 2.5 بوصة.

NVMe مقابل SATA III

خذ على سبيل المثال ، 1 تيرابايت Samsung 860 Pro ، 2.5 بوصة SSD مع أقصى سرعة قراءة تسلسلية 560 ميغا بايت في الثانية (MB / s). وخليفته ، 960 Pro القائم على NVMe ، أسرع بست مرات من ذلك ، مع سرعة قصوى تبلغ 3500 ميجابايت / ثانية.

وذلك لأن محركات أقراص NVMe السابقة تتصل بجهاز كمبيوتر عبر SATA III ، وهي المراجعة الثالثة لواجهة ناقل الكمبيوتر Serial ATA. NVMe ، في الوقت نفسه ، هو واجهة تحكم المضيف لمحركات أقراص الحالة الصلبة الأحدث والأكثر تقدمًا.

SATA III و NVMe هما المصطلحان الأكثر استخدامًا للتمييز بين محركات أقراص المدرسة القديمة والسخونة الجديدة التي يريدها الجميع. ومع ذلك ، فإن NVMe ليس من نفس نوع التكنولوجيا مثل SATA III.

سوف ندرس سبب استخدامنا للمصطلحين "SATA III" و "NVMe" لمقارنة التقنيات لاحقًا.

ما هو SATA III؟

في عام 2000 ، تم تقديم SATA ليحل محل معيار Parallel ATA الذي سبقه. قدمت SATA اتصالات عالية السرعة ، مما يعني تحسين الأداء بشكل كبير مقارنة بسابقتها. تم طرح SATA III بعد ثماني سنوات بمعدل نقل أقصى يبلغ 600 ميجابايت / ثانية.

تستخدم مكونات SATA III نوعًا معينًا من الموصلات للفتحة في جهاز كمبيوتر محمول ونوع معين من الكبلات للاتصال باللوحة الأم لجهاز كمبيوتر سطح المكتب.

بمجرد توصيل محرك الأقراص بنظام الكمبيوتر عبر SATA III ، يتم نصف العمل فقط. لكي يتحدث محرك الأقراص بالفعل إلى النظام ، فإنه يحتاج إلى واجهة تحكم مضيفة. تنتمي هذه الوظيفة إلى AHCI ، وهي الطريقة الأكثر شيوعًا لمحركات أقراص SATA III للتحدث إلى نظام كمبيوتر.

لسنوات عديدة ، كان أداء SATA III و AHCI رائعًا ، بما في ذلك خلال الأيام الأولى لمحركات الأقراص ذات الحالة الثابتة. ومع ذلك ، تم تحسين AHCI للوسائط الدوارة عالية الكمون ، وليس الكمون المنخفض ، والتخزين غير المتطاير مثل محركات أقراص الحالة الصلبة ، كما أوضح ممثل من الشركة المصنعة لمحرك الأقراص كينغستون.

أصبحت محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة سريعة جدًا ، مما أدى في النهاية إلى تشبع اتصال SATA III. لم يتمكن SATA III و AHCI ببساطة من توفير عرض نطاق ترددي كافٍ لمحركات أقراص صلبة ذات قدرة متزايدة.

مع زيادة سرعات محرك الأقراص وقدراته ، كان البحث قيد البحث عن بديل أفضل. ولحسن الحظ ، تم استخدامه بالفعل على أجهزة الكمبيوتر.

ما هو PCIe؟

PCIe هي واجهة جهاز أخرى. يُعرف أكثر بالطريقة التي تدخل بها بطاقة الرسومات إلى جهاز كمبيوتر سطح المكتب ، ولكنها تُستخدم أيضًا لبطاقات الصوت وبطاقات توسيع Thunderbolt ومحركات الأقراص M.2 (المزيد عن تلك لاحقًا).

إذا نظرت إلى اللوحة الأم (انظر أعلاه) ، يمكنك بسهولة معرفة مكان فتحات PCIe. تأتي في الغالب في متغيرات x16 و x8 و x4 و x1. تشير هذه الأرقام إلى عدد ممرات نقل البيانات الموجودة في الفتحة. كلما زاد عدد الممرات ، زادت البيانات التي يمكنك نقلها في أي وقت ، ولهذا السبب تستخدم بطاقات الرسومات فتحات x16.

توجد أيضًا فتحة M.2 في الصورة أعلاه ، أسفل فتحة x16 العلوية مباشرةً. يمكن أن تستخدم فتحات M.2 ما يصل إلى أربعة ممرات ، وبالتالي فهي x4.

تحتوي فتحات PCIe الرئيسية في أي جهاز كمبيوتر على ممرات متصلة بوحدة المعالجة المركزية للحصول على أفضل أداء ممكن. تتصل بقية فتحات PCIe بمجموعة الشرائح. يدعم هذا أيضًا الاتصال السريع إلى حد ما بوحدة المعالجة المركزية ، ولكن ليس بنفس سرعة الاتصالات المباشرة.

حاليًا ، هناك جيلان من PCIe قيد الاستخدام: 3.0 (الأكثر شيوعًا) و 4.0. اعتبارًا من منتصف عام 2019 ، كان PCIe 4.0 جديدًا للعلامة التجارية ومدعومًا فقط على معالجات AMD's Ryzen 3000 واللوحات الأم X570. الإصدار 4 ، كما تتوقع ، أسرع.

ومع ذلك ، فإن معظم المكونات لم تشبع بعد الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي لـ PCIe 3.0. لذلك ، في حين أن PCIe 4.0 مثير للإعجاب ، إلا أنه لم يعد ضروريًا لأجهزة الكمبيوتر الحديثة.

ذات صلة: PCIe 4.0: ما الجديد ولماذا هو مهم

NVMe عبر PCIe

PCIe ، إذن ، مثل SATA III ؛ كلاهما يستخدم لربط المكونات الفردية بنظام الكمبيوتر. تمامًا مثل SATA III يحتاج إلى AHCI قبل أن يتمكن محرك الأقراص الثابتة أو SSD من الاتصال بنظام الكمبيوتر ، تعتمد محركات الأقراص المستندة إلى PCIe على وحدة تحكم مضيفة ، تسمى الذاكرة السريعة غير المتطايرة (NVMe).

ولكن لماذا لا نتحدث عن محركات SATA III مقابل محركات أقراص PCIe ، أو AHCI مقابل NVMe؟

السبب واضح ومباشر. لطالما أشرنا إلى محركات الأقراص على أنها تستند إلى SATA ، مثل SATA و SATA II و SATA III - ليس هناك مفاجأة هناك.

عندما بدأت الشركات المصنعة لمحركات الأقراص في صنع محركات أقراص PCIe ، كانت هناك فترة قصيرة تحدثنا خلالها عن محركات أقراص PCIe SSD.

ومع ذلك ، لم يكن لدى الصناعة أي معايير للالتفاف حولها كما فعلت مع محركات أقراص SATA. بدلاً من ذلك ، كما أوضحت Western Digital ، استخدمت الشركات AHCI وصنعت برامج التشغيل والبرامج الثابتة الخاصة بها لتشغيل محركات الأقراص هذه.

كانت تلك فوضى ، ولم تكن AHCI جيدة بما يكفي. كما أوضح لنا Kingston ، كان من الصعب أيضًا على الأشخاص استخدام محركات أقراص أسرع من SATA لأنه بدلاً من تجربة التوصيل والتشغيل ، كان عليهم أيضًا تثبيت برامج تشغيل خاصة.

في النهاية ، احتشدت الصناعة حول المعيار الذي أصبح NVMe واستبدل AHCI. كان المعيار الجديد أفضل بكثير ، وكان من المنطقي البدء في الحديث عن NVMe. والباقي، كما يقولون، تاريخ.

تم تصميم NVMe مع وضع محركات أقراص الحالة الصلبة الحديثة المستندة إلى PCIe في الاعتبار. محركات أقراص NVMe قادرة على قبول أوامر أكثر بكثير من محركات الأقراص الصلبة الميكانيكية SATA III أو محركات أقراص الحالة الصلبة هذا ، جنبًا إلى جنب مع زمن الوصول المنخفض ، يجعل محرك NVMe أسرع وأكثر استجابة.

ماذا تبدو محركات NVMe؟

إذا ذهبت لشراء محرك أقراص يستند إلى NVMe اليوم ، فإن ما تريده هو عصا M.2. يصف M.2 عامل شكل محرك الأقراص - أو ، لأغراضنا ، كيف يبدو. عادةً ما تحتوي محركات أقراص M.2 على مساحة تخزين تصل إلى 1 تيرابايت ، ولكنها صغيرة بما يكفي لتتسع بين إصبعي الإبهام والسبابة.

تتصل محركات M.2 بفتحات M.2 PCIe الخاصة التي تدعم ما يصل إلى أربعة ممرات لنقل البيانات. عادةً ما تعتمد محركات الأقراص هذه على NVMe ، ولكن يمكنك أيضًا العثور على محركات أقراص M.2 التي تستخدم SATA III — ما عليك سوى قراءة العبوة بعناية.

لم تعد M.2s المستندة إلى SATA III شائعة هذه الأيام ، لكنها موجودة بالفعل. بعض الأمثلة الشائعة هي WD Blue 3D NAND و Samsung 860 Evo.

ذات صلة: ما هي فتحة التوسيع M.2 ، وكيف يمكنني استخدامها؟

هل يجب تفريغ محركات أقراص SATA III؟

في حين أن NVMe رائع ، فلا يوجد سبب للتخلي عن محركات أقراص SATA III حتى الآن. على الرغم من قيود SATA III ، إلا أنه لا يزال خيارًا جيدًا للتخزين الثانوي.

أي شخص يقوم ببناء جهاز كمبيوتر جديد ، على سبيل المثال ، من الأفضل استخدام محرك M.2 NVMe لمحرك التمهيد والتخزين الأساسي. يمكنه بعد ذلك إضافة محرك أقراص ثابت أرخص أو قرص SSD مقاس 2.5 بوصة بسعة أكبر كتخزين ثانوي.

قد يكون من الجيد تشغيل كل مساحة التخزين الخاصة بك على PCIe. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، تقتصر محركات أقراص NVMe على حوالي 2 تيرابايت. السعات العالية باهظة الثمن أيضًا. عادةً ما يكلف محرك الأقراص ذو الميزانية 1 تيرابايت و M.2 NVMe حوالي 100 دولار (وهو ما يعادل تكلفة محركات الأقراص الثابتة SATA III عالية الأداء بسعة 2 تيرابايت)

قد يتغير السعر بالطبع مع حصولنا على محركات M.2 ذات سعة أعلى. قال كينغستون إنه يمكننا توقع رؤية محركات أقراص M.2 بسعة 4 و 8 تيرابايت في أوائل عام 2021.

حتى ذلك الحين ، يعد الجمع بين M.2 ومحركات أقراص الحالة الصلبة الثانوية ومحركات الأقراص الثابتة هو الخيار الأفضل.

نفس الفكرة تنطبق على أجهزة الكمبيوتر المحمولة. إذا كنت تشتري جهازًا جديدًا ، فابحث عن جهاز مزود بوحدة تخزين فلاش NVMe وخليج 2.5 بوصة احتياطي لمحرك الأقراص الثابتة SATA III أو SSD.

ومع ذلك ، لا يتم إنشاء جميع محركات أقراص NVMe على قدم المساواة. من المفيد بالتأكيد قراءة المراجعات على محرك الأقراص المستهدف قبل شراء واحدة.

إذا كان لديك جهاز كمبيوتر مكتبي جديد أو كمبيوتر محمول ، فمن المحتمل أن يحتوي على فتحات M.2 تدعم NVMe. ترقية جهاز الكمبيوتر الخاص بك يستحق ذلك!