NVM Express

Az NVM Express (NVMe) a Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification (NVMHCIS) rövidítése, magyarul nem felejtő memória gazda interfész specifikáció egy nyílt, logikai eszköz interfész specifikáció a számítógép nem felejtő adathordozóinak eléréséhez, amelyeket általában a PCI Express buszon keresztül csatlakoztatnak. A kezdeti NVM a nem felejtő memóriát jelöli, amely gyakran NAND flash memória, amely többféle fizikai formában is elérhető, beleértve a szilárdtestalapú meghajtókat (SSD), a PCIe bővítőkártyákat és az M.2 kártyákat, az mSATA kártyák utódját. Az NVM Express logikai eszköz interfészként úgy lett kialakítva, hogy kihasználja a félvezető alapú tárolóeszközök alacsony késleltetését és belső párhuzamosságát.^[1]

Kialakítási szempontból az NVMe áramköreit az NVMe vezérlő chip tartalmazza, amely a tárolóeszközzel, általában egy SSD-vel van egybeépítve. Az NVMe verzióváltoztatásai, például az 1.3-ról 1.4-re, az adathordozón belülre kerültek, és nem érintik a PCIe-kompatibilis összetevőket, például az alaplapokat és a CPU-kat. ^[2]

Kialakítása révén az NVM Express lehetővé teszi a gazdagép hardverének és szoftverének, hogy teljes mértékben kiaknázzák a modern SSD-kben lehetséges párhuzamosság szintjét. Ennek eredményeként az NVM Express csökkenti az I/O (ki-bemeneti) többletterhelést, és különféle teljesítményjavulásokat hoz a korábbi logikai eszköz interfészekhez képest, beleértve a több hosszú parancssort és a csökkentett késleltetést. A korábbi interfészprotokollokat, például az AHCI-t a sokkal lassabb merevlemez-meghajtókhoz (HDD) fejlesztették ki, ahol a kérés és az adatátvitel között nagyon hosszú a késleltetés (a CPU-műveletekhez képest), és ahol az átvitelt sebesség sokkal kisebb, mint a RAM sebessége, és ahol a lemezforgatás és a keresési idő sokszorosa a modern SSDknek.

Az NVM Express eszközök főként szabványos méretű PCI Express bővítőkártyák ^[3] és 2,5 hüvelykes méretű eszközök formájában állnak rendelkezésre, amelyek négysávos PCI Express interfészt biztosítanak az U.2 csatlakozón keresztül (korábbi nevén SFF-8639).^[4][5] Az NVMe népszerű felhasználási módjai a SATA Express-t és az M.2 specifikációt használó tárolóeszközök, ezek a kiszolgálók, asztali számítógépek és laptopok jellemző szilárdtest alapú tárolói ma már. ^{[6] [7]}

Verziótörténet

Az NVMe eddig kiadott specifikációi a következők:^[8]

• 1.0e (2013. január)
• 1.1b (2014. július)
• 1.2 (2014. november)
  • 1.2a (2015. október)
  • 1.2b (2016. június)
  • 1.2.1 (2016. június)
• 1.3 (2017. május)
  • 1.3a (2017. október)
  • 1.3b (2018. május)
  • 1.3c (2018. május)
  • 1.3d (2019. március)
• 1.4 (2019. június)
  • 1.4a (2020. március)
  • 1.4b (2020. szeptember)
  • 1.4c (2021. június)
• 2.0 (2021. május) ^[9]
  • 2.0a (2021. július)
  • 2.0b (2022. január)
  • 2.0c (2022. október)
  • 2.0d (2024. január) ^[10]

Összehasonlítás az AHCI-val

Az Advanced Host Controller Interface (AHCI) előnye a széles körű szoftverkompatibilitás, de hátránya, hogy nem nyújt optimális teljesítményt a PCI Express buszon keresztül csatlakoztatott SSD-kkel. Az AHCI logikai eszköz interfészt akkor fejlesztették ki, amikor a rendszerben a gazdabusz-adapter (HBA) célja még az volt, hogy összekapcsolja a CPU/memória alrendszert egy sokkal lassabb, forgó, mágneses adathordozó alapu tárolóalrendszerrel. Ennek eredményeként az AHCI nem elég hatékony, ha SSD-eszközökkel használják, amelyek sokkal inkább RAM-ként viselkednek (kis késleltetés), szemben a forgó adathordozókkal.^[6]

Szoftveres támogatás

QEMU

A QEMU támogatja az NVMe-t az 1.6-os verzió 2013. augusztus 15-i kiadása óta.^[11] NVMe eszközök a QEMU vendégrendszerei számára lehetnek valódiak vagy emuláltak.

UEFI

A UEFI-hez elérhető egy nyílt forráskódú NVMe illesztőprogram a SourceForge webhelyen.^[12]

Menedzsment eszközök

nvmecontrol

Az nvmecontrol NVMe eszközök vezérlésére szolgál a FreeBSD parancssorából, ami a FreeBSD 9.2-óta érhető el.^[13]

nvme-cli

Az nvme-cli az NVM-Express felhasználói eszköze Linuxhoz.^[14]