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導(dǎo)讀：NVMe SSD指的是NVMe標(biāo)準(zhǔn)的SSD固態(tài)硬盤，NVMe其實(shí)與AHCI一樣都是邏輯設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)，而不是接口！NVMe標(biāo)準(zhǔn)是面向PCI-E SSD的。

自己動(dòng)手安裝配置SSD的同學(xué)應(yīng)該都清楚想要讓SSD發(fā)揮出真正實(shí)力的話要去BIOS里面把SATA控制器模式切換成AHCI，對(duì)SATA設(shè)備來說使用AHCI模式的確是正確的選擇，切換成AHCI可獲得更好的性能。但是現(xiàn)在新存儲(chǔ)接口M.2和SATA-E接口走的都是PCI-E通道，對(duì)與PCI-E來說AHCI可不是一個(gè)好的選擇，想發(fā)揮佳性能其實(shí)需要新的標(biāo)準(zhǔn)——NVMe。

什么是NVMe？

NVMe(Non-Volatile Memory express),是一種建立在M.2接口上的一種標(biāo)準(zhǔn)（或稱協(xié)議）,是專門為閃存類存儲(chǔ)設(shè)計(jì)的協(xié)議。注意不是接口。

類似的標(biāo)準(zhǔn)（或稱協(xié)議）有AHCI等。

NVMe SSD產(chǎn)品

三星(SAMSUNG) 960 EVO 250G M.2 NVMe 固態(tài)硬盤

英特爾（Intel）600P系列 128G M.2 2280接口固態(tài)硬盤等都是使用NVMe標(biāo)準(zhǔn)的，在SSD硬盤選購時(shí)通常可以在規(guī)格參數(shù)看到廠商有標(biāo)明：

比如某東上的商品介紹

 

原本只在企業(yè)級(jí)產(chǎn)品上應(yīng)用的產(chǎn)品在Intel與三星的推動(dòng)下現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)了，隨著高端SSD的戰(zhàn)場(chǎng)已經(jīng)向PCI-E和M.2接口轉(zhuǎn)移，老舊的AHCI標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不合時(shí)宜，越來越多的主控廠商推出支持NVMe的主控，未來也會(huì)有更多支持NVMe標(biāo)準(zhǔn)的SSD推向市場(chǎng)，那么NVMe到底是什么？

如果說AHCI的話大家應(yīng)該會(huì)了解多一點(diǎn)，NVMe其實(shí)與AHCI一樣都是邏輯設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)（是接口標(biāo)準(zhǔn)，不是接口！不是接口！不是接口！因?yàn)楹苤匾哉f三次），NVMe全稱Non-Volatile Memory Express，非易失性存儲(chǔ)器標(biāo)準(zhǔn)，是使用PCI-E通道的SSD一種規(guī)范，NVMe的設(shè)計(jì)之初就有充分利用到PCI-E SSD的低延時(shí)以及并行性，還有當(dāng)代處理器、平臺(tái)與應(yīng)用的并行性。SSD的并行性可以充分被主機(jī)的硬件與軟件充分利用，相比與現(xiàn)在的AHCI標(biāo)準(zhǔn)，NVMe標(biāo)準(zhǔn)可以帶來多方面的性能提升。

NVMe標(biāo)準(zhǔn)（也可稱協(xié)議）的由來

現(xiàn)在所用的SATA接口與AHCI標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)是為高延時(shí)的機(jī)械硬盤而設(shè)計(jì)的，目前主流SSD依然繼續(xù)使用它們，早期SSD性能不高時(shí)可能還不覺得有什么問題，但是隨著SSD的性能逐漸增強(qiáng)，這些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為限制SSD的一大瓶頸，專為機(jī)械硬盤而設(shè)計(jì)的AHCI標(biāo)準(zhǔn)并不太適合低延時(shí)的SSD。

當(dāng)然，業(yè)界早就意識(shí)到這一問題，2009年下半年，關(guān)于NVMe的技術(shù)工作正式啟動(dòng)，NVMe規(guī)范由包含90多家公司在內(nèi)的工作小組所定制，Intel是主要領(lǐng)頭人，小組成員包括美光、戴爾、三星、Marvell、NetAPP、EMC、IDT等公司，目的就是為SSD建立新的存儲(chǔ)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，讓它在老舊的SATA與AHCI中解放出來。

2011年，NVMe標(biāo)準(zhǔn)正式出爐，該標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)閃存存儲(chǔ)的特點(diǎn)量身定制的，新的標(biāo)準(zhǔn)解除了舊標(biāo)準(zhǔn)施放在SSD上的各種限制。2012年標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)到NVMe 1.1，新的NVMe 1.2標(biāo)準(zhǔn)是在2014所推出的。

[敏感詞]支持NVMe標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品是三星XS1715，與2013年7月所發(fā)布，隨后陸續(xù)有企業(yè)級(jí)的NVMe標(biāo)準(zhǔn)SSD推出，直到今年Intel 750發(fā)布，NVMe標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才開始進(jìn)入消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)。

NVMe SSD的優(yōu)勢(shì)

NVMe SSD的優(yōu)勢(shì)一：低延時(shí)

說到NVMe標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比AHCI標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，其中之一就是低延時(shí)，看上圖比較直觀，NVMe標(biāo)準(zhǔn)是面向PCI-E SSD的，使用原生PCI-E通道與CPU直連可以免去SATA與SAS接口的外置控制器（PCH）與CPU通信所帶來的延時(shí)。

在軟件層方面，NVMe標(biāo)準(zhǔn)的延時(shí)只有AHCI的一半不到，NVMe精簡(jiǎn)了調(diào)用方式，執(zhí)行命令時(shí)不需要讀取寄存器；而AHCI每條命令則需要讀取4次寄存器，一共會(huì)消耗8000次CPU循環(huán)，從而造成大概2.5微秒的延遲。

更低的延時(shí)可讓SSD的4KB QD1傳輸能力暴漲

NVMe SSD的優(yōu)勢(shì)二：IOPS大增

另外NVMe也大大的提升了SSD的IOPS性能，在制定AHCI規(guī)范時(shí)并行性的想法并沒有完全融合到規(guī)范內(nèi)，利用NCQ功能可以對(duì)傳輸能力進(jìn)行優(yōu)化，但是接口并不允許SSD真正大限度地發(fā)揮其應(yīng)有的并行性。

現(xiàn)在SSD測(cè)試通常多只會(huì)測(cè)試到隊(duì)列深度為32的IOPS能力，其實(shí)終究原因這是AHCI的上限，其實(shí)許多閃存主控可以提供更好的隊(duì)列深度。而NVMe則可以把大隊(duì)列深度從32提升到64000，SSD的IOPS能力也會(huì)得到大幅提升。

NVMe還支持同一時(shí)間從多核處理器接受命令和優(yōu)先處理請(qǐng)求，這個(gè)特性在企業(yè)級(jí)的重負(fù)載時(shí)優(yōu)勢(shì)就會(huì)顯露出來。

低延時(shí)和良好的并行性的優(yōu)勢(shì)就是可以讓SSD的隨機(jī)性能得到大幅度提升，我們測(cè)試過的Intel 750就是一塊NVMe SSD，它的隨機(jī)性能表現(xiàn)[敏感詞]是一流的，在任何隊(duì)列深度下都能發(fā)揮出[敏感詞]的速度。

NVMe SSD的優(yōu)勢(shì)三：功耗更低

NVMe加入了自動(dòng)功耗狀態(tài)切換和動(dòng)態(tài)能耗管理功能，設(shè)備從Power State 0閑置50ms后可以切換到Power State 1，繼續(xù)閑置的話，在500ms后又會(huì)進(jìn)入功耗更低的Power State 2，切換時(shí)會(huì)有短暫延遲。SSD在閑置時(shí)可以非常快速的控制在極低的水平，在功耗管理上NVMe標(biāo)準(zhǔn)的SSD會(huì)比現(xiàn)在主流的AHCI SSD擁有較大優(yōu)勢(shì)，這一點(diǎn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備來說尤其重要，可以顯著增加筆記本和平板電腦的續(xù)航能力。

NVMe SSD的優(yōu)勢(shì)四：驅(qū)動(dòng)適用性廣

驅(qū)動(dòng)程序的兼容性也是所有PCI-E SSD的一個(gè)共有問題，每個(gè)產(chǎn)品都有對(duì)應(yīng)不同系統(tǒng)的專用驅(qū)動(dòng)，這方面有些廠商做的非常出色，而另一些則 不怎么樣，然而許多PCI-E SSD需要加載驅(qū)動(dòng)才能夠正常引導(dǎo)。

NVMe標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)解決了這個(gè)問題，NVMe SSD可以很方便的匹配不同的平臺(tái)、系統(tǒng)，無需廠家提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)就可以正常工作，目前Windows、Linux、Solaris、Unix、VMware、UEFI等都加入了對(duì)NVMe SSD的支持。當(dāng)然Intel的產(chǎn)品擁有自己的驅(qū)動(dòng)程序，不安裝Intel驅(qū)動(dòng)的話SSD能正常工作，但是性能不能完全發(fā)揮，之前測(cè)試Intel 750時(shí)就有這個(gè)問題，其他廠商的不知道怎么樣。