Mit NVMe startet Flash richtig durch

Warum NVMe?

von - 04.01.2018
Laut Speicherbranchenverband SNIA sinkt das Zugriffstempo von über 1.000 Mikrosekunden bei Festplatten auf unter 10 bei NVM-Speicher.
(Quelle: SNIA )
Klarer wird es, wenn man sich NVMe im Zusammenhang mit der historischen Entwicklung von Speicherschnittstellen und -protokollen vergegenwärtigt. Für J. Michael Metz, Senior Product Manager Data Center Group bei Cisco und Mitarbeiter des Speicherbranchenverbands SNIA, lautet die kurz gefasste Definition von NVMe deshalb so: „NVMe ist ein alternatives Protokoll zum SCSI-Standard, der seit den 80er-Jahren in den meisten Geräten wie Festplatten, Computern, Druckern, Tape-Laufwerken oder Scannern vorherrschend war. In der modernen IT gibt es im Prinzip drei Wege, um Daten auf Medien zu speichern: Tapes (heute meist für langfristige Archivierungsaufgaben), sich drehende Festplatten und nicht flüchtige Medien (Non-Volatile Media/NVM oder auch Persistent Media/PM) wie Flash-SSDs. Während das
All-Flash-Arrays mit NVMe in 2020
Quelle: G2M Research
SCSI-Protokoll mit all diesen Medien arbeiten kann, ergibt es sich aus der Natur von NVM, dass SCSI für diesen Speichertyp nicht mehr besonders geeignet ist.“
Der neue, für NVM-Produkte entwickelte Protokollstandard NVMe könnte laut Metz auch für Tapes oder traditionelle, sich drehende Festplatten eingesetzt werden, wurde aber gerade auf sich nicht ständig bewegende oder drehende Medien ausgerichtet. Da Befehle zwischen CPUs und Speichergeräten gesendet und empfangen werden, wird die Kommunikation zwischen ihnen durch die Berücksichtigung der Besonderheiten auf der Speicherseite effektiver gestaltet. NVMe ist deshalb für Flash und andere Formen von Persistent Memory eine besser geeignete Methode.
Von SCSI zu NVMe
SCSI (Small Computer System Interface) ist eine Familie von Protokollen und Schnittstellen für den Anschluss von Speicher- und Peripheriegeräten, deren Anfänge bis 1979 zurückreichen. Um das Übertragungstempo zu erhöhen, präsentierte die IT-Industrie 2004 das SAS (Serial Attached SCSI) mit serieller statt paralleler Übertragung.
Seit 2001 gibt es als Schnittstelle für den seriellen Datenaustausch mit Festplatten und anderen Speichergeräten zudem die Schnittstelle SATA (Serial ATA). Aus SATA wurde über diverse Zwischenstufen 2004 SATA Express (SATAe), ein Mix aus SATA und PCI Express (PCIe). Seit 2004 auf dem Markt ist auch das Advanced Host Controller Interface (AHCI), ein offener Schnittstellenstandard für SATA-Controller.
Die für Festplatten konzipierten, an SATA angelehnten Schnittstellen werden auch in flashbasierten Speichern (SSDs) verwendet, die deshalb langsamer sind, als sie sein müssten. Daher wurde 2011 als Nachfolger von AHCI die Schnittstelle Non-Volatile Memory Express, NVMe, für den schnellen Zugriff auf SSDs über PCIe eingeführt.
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