حافظه NVMe چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟
NVMe مخفف non-volatile memory express (رابط کنترل‌کننده‌ی میزبان حافظه غیرفرار) یک اینترفیس ارتباطی برای حافظه‌های SSD است که توسط یک کنسرسیوم متشکل از شرکت‌های همچون اینتل، سامسونگ، سن‌دیسک، دل و سیگیت توسعه داده شده است؛ این پروتکل در حقیقت استفاده از باس PCIe را برای حافظه های SSD ممکن می‌سازد. NVM Express به نرم‌افزار و سخت‌افزار میزبان این امکان را می‌دهد تا از حداکثر موازی‌سازی در SSDهای مدرن استفاده کنند.
فناوری NVMe در گذشته به‌عنوان گزینهای غیرضروری اما پرکاربرد در صنعت ذخیره‌سازی اطلاعات به‌شمار می‌رفت. اما اکنون این قابلیت به موردی مهم تبدیل شده و خریداران رایانه‌های جدید بهتر است به داشتن آن توجه داشته باشند. اگر به‌تازگی رایانه‌ای خریداری کرده‌اید و می‌خواهید سرعت آن را افزایش دهید، می‌توانید با بهره‌گیری از این فناوری به هدف خود دست پیدا کنید.
استفاده از پروتکل NVMe باعث بهبود سرعت I/Oهای خواندن و نوشتن می‌شود؛ همچنین در این حافظه‌ها زمان تأخیر به‌شدت کاهش پیدا می‌کند. فرایند بهبودیافته بررسی ردیف‌های چندگانه فرامین (به‌خصوص فرامین بلند) نیز سرعت و عملکرد حافظه را تا حد زیادی در این نوع فناوری بهبود می‌دهد. NVMe گزینهای جایگزین برای SCSI و ATA محسوب می‌شود که با هدف رسیدن به حداکثر ظرفیت حافظه‌ها روانه‌ی بازار شده است.
NAND، کنترل‌ها و ساختار آن‌ها در SSDها امکان رسیدن به سرعت‌های بالا را فراهم کردند اما تا زمانی‌که یک فرایند و درگاه مناسب برای رسیدن به سرعت‌های بالا وجود نمی‌داشت این پتانسیل‌ها بلااستفاده باقی می‌ماندند. NVMe که مبتنی بر PCIe توسعه داده شده، درحقیقت موانع درگاهی برای انتقال اطلاعات را برداشته است. درحقیقت به‌دلیل استفاده از رابط‌های قدیمی، بسیاری از حافظه‌های SSD نمی‌توانند به حداکثر ظرفیت خود در سرعت تبادل داده‌ها برسند و استاندارد جدید می‌تواند موجب افزایش بیش از پیش فاصله‌ی میان این نوع حافظه‌ها و حافظه‌های مکانیکی قدیمی شود.
تاریخچه مختصر
اولین جزئیات و اخبار پیرامون استاندارد جدید حافظه در سال ۲۰۰۷ رسانه‌ای شد. توسعه‌ی فنی اینترفیس NVMe از سال ۲۰۰۹ آغاز شد و بیش از ۹۰ شرکت تحت رهبری امبر هافمن از اینتل فرایند توسعه را پیش گرفتند. مارس ۲۰۱۱ نسخه ۱.۰ منتشر شد. نسخه‌ی ۱.۱ پشتیبانی از SSD با چندین درگاه PCIe را به نسخه پیشین افزود.
نسخه‌ی ۱.۲ در نوامبر ۲۰۱۴ بهبودهایی همچون پشتیبانی زنده از به‌روزرسانی‌‌های فرمور و مصرف بهینه‌تر را افزود. نسخه ۱.۳ که هم‌اکنون نیز شاهد استفاده از آن در حافظه‌ها هستیم از جون ۲۰۱۷ آماده شد که پاک‌سازی از بلاک‌های لول پایین روی NAND و فرمور جدیدی را برای حافظه‌های NVMe به ارمغان می‌آورد.
بهبودهای شبیه‌سازی نیز در این نسخه نحوه‌ی استفاده از فضای ذخیره‌سازی اشتراکی در زمان وجود کنترلر فیزیکی و مجازی را تعریف می‌کرد. اطلاعات اولیه از نسخه‌ی ۱.۴ نیز در جون ۲۰۱۹ رسانه‌ای شد اما هنوز محصولی بر مبنای آن به بازار عرضه نشده است.
NVMe چگونه کار می‌کند؟
NVMe فرامین I/O (ورودی خروجی) و پاسخ‌های آن را در حافظه‌ی مشترک روی اینترفیس PCIe در کامپیوتر میزبان مپ می‌کند. این اینترفیس از I/Oهای موازی و پردازنده‌های چند هسته‌ای برای رسیدن به توان عملیاتی بالا و کاهش پدیده گلوگاهی شدن پشتیبانی می‌کند.
NVMe اینطور عمل می‌کند که کامپیوتر میزبان یک ردیف فرمان I/O را می‌نویسد و کنترلر NVMe با برداشتن ردیف‌های I/O آن‌ها را اجرا کرده و فرامین انجام شده را بار دیگر به میزبان ارسال می‌کند.
با تخصیص مسیرهای بیشتر برای پردازش یک درخواست I/O نسبت به SCSI و ATA، نیاز NVMe به پردازنده‌ی مرکزی کمتر می‌شود. NVMe از ۶۴ هزار فرمان در یک ردیف پیام و ۶۵۵۳۵ ردیف I/O پشتیبانی می‌کند. برای مقایسه می‌توان به این نکته اشاره کرد که دستگاه مبتنی بر SAS به حالت عادی حداکثر ۲۵۶ فرمان و یک حافظه SATA نیز حداکثر ۳۲ فرمان را در یک ردیف پشتیبانی می‌کند.
مشکل اصلی حافظه است!
نمی‌توان پیشرفت‌های تولیدکنندگان پردازنده و کارت های گرافیک را در دهه‌ی اخیر انکار کرد؛ اما علت اصلی افزایش سرعت لپ‌تاپ‌ها در نسل‌های کنونی، حافظه‌های SSD هستند. برای سال‌های متمادی، ضعف در سرعت ذخیره‌سازی یکی از علت‌های اصلی کند بودن رایانه‌های شخصی بوده است و بالارفتن تعداد هسته‌های پردازشی یا فرکانس پردازنده نیز کمکی به سریع‌تر شدن سیستم‌ها نمی‌کرد. حافظه‌های مکانیکی درحال تلف کردن پتانسیل پردازنده‌ها و کارت‌های گرافیک بودند و افزایش سرعت چرخش آن‌ها نیز ثمربخش نبود. در نهایت SSDها توانستند خلاء ایجادشده میان قدرت پردازنده و سرعت حافظه را پر کنند. اکنون در تمامی سیستم‌های قدرتمند از جمله رایانه‌ها و لپ تاپ های مخصوص بازی، ویرایش ویدئو و تولید محتوای گرافیکی شاهد استفاده از نوع جدید حافظه‌ها هستیم.
سایر آموزش های مربوط به ویندوز
- آموزش غیرفعال کردن آپدیت خودکار ویندوز 11
- آموزش اضافه کردن ویجت در ویندوز ۱۱ و نحوه استفاده از آن
- آموزش شخصی سازی نرم افزارها در منوی استارت ویندوز 11