SSD-Technologie verstehen: NVMe, SATA, M.2

Datenbusse übertragen Daten innerhalb eines Systems, und als die ersten NAND-basierten SSDs auf den Markt kamen, war der Branche klar, dass ein neuer Bus und ein neues Protokoll erforderlich waren.

• Die ersten SSDs waren relativ langsam, was die Nutzung der vorhandenen SATA-Speicherinfrastruktur bequem machte. Obwohl sich der SATA-Bus zu 16Gbit/s weiterentwickelt hat, bleiben fast alle kommerziellen Implementierungen des SATA-Busses bei 6Gbit/s.
• Der Gesamtdurchsatz von PCIe 3.0 beträgt 16Gbit/s, während PCIe 4.0 den doppelten Durchsatz von PCIe 3.0 aufweist. Es bietet bis zu 16 Spuren und kann Daten mit bis zu 32.000MB/s übertragen, während SATA III nur bis zu 600MB/s überträgt.

Durch die Entscheidung, eine vorhandene Bustechnologie mit höherer Bandbreite zu nutzen, wurden die SATA-Protokolle durch die PCIe-Technologie ersetzt. PCIe-Speicher kamen einige Jahre vor NVMe heraus, aber da frühere Lösungen durch ältere Datenübertragungsprotokolle wie SATA und AHCI einen Engpass darstellten, konnte ihr Potenzial erst in den letzten Jahren voll ausgeschöpft werden. NVMe war die Lösung für die Engpässe und beseitigt Einschränkungen, indem es Befehle mit niedriger Latenz und 64K-Warteschlangen anbietet. Mehrfache Warteschlangen ermöglichen schnellere Datenübertragungen, da die Daten mithilfe von Chips und Blöcken verstreut auf SSDs geschrieben werden, anstatt wie bei Festplatten auf rotierende Platten geschrieben zu werden.

NVMe SSDs werden in einer Vielzahl von Formfaktoren angeboten, aber diese sind je nach Anwendungsfall oder Anwendung spezifisch.

• Private/Kundenprodukte verwenden die Formfaktoren BGA und M.2.
• Rechenzentrums-/Serveranwendungen verwenden die Formfaktoren M.2, U.2, U.3 und EDSFF.

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Es gibt Entwicklungsstandards und Bemühungen innerhalb des EDSFF (Enterprise and Data Center SSD Form Factor), welche einen dynamischen Bereich von Formfaktoren und Standards bieten, die das gleiche Protokoll (NVMe), die gleiche Schnittstelle (PCIe) und einen eigenen Randstecker (SFF-TA-1002), eine eigene Pinbelegung und eigene Funktionen (SFF-TA-1009) verwenden.

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