So sánh ổ cứng NVMe và SATA

Trình điều khiển giao tiếp và giao diện của NVMe và SATA hoàn toàn khác nhau, vì SATA sử dụng trình điều khiển AHCI được thiết kế cho ổ đĩa cứng HDD, còn trình điều khiển NVMe được thiết kế đặc biệt cho ổ cứng thể rắn (SSD) với công nghệ flash. Ngoài ra, NVMe có thể tận dụng ổ cắm PCIe để giao tiếp giữa giao diện lưu trữ và CPU của hệ thống để mang lại khả năng mạnh mẽ hơn nữa.  

A. Ổ cứng SSD SATA

Công nghệ Serial ATA (SATA) đã được ra mắt từ năm 2000 như một bước cải tiến cho công nghệ Parallel ATA hiện có, vốn bị cản trở bởi kích thước, chi phí, hiệu suất và chức năng của dây cáp. Ổ SSD có thể bão hòa bus SATA ở tốc độ 550MB/giây. 

Giao diện bộ điều khiển máy chủ nâng cao (AHCI) là một chế độ giao tiếp được thiết kế vào khoảng năm 2004 để cải thiện hiệu suất và tiện ích của các thiết bị lưu trữ được kết nối qua SATA. AHCI được thiết kế dành cho ổ HDD cũ là chủ đạo, do vậy nó sẽ cản trở hiệu suất các SSD đời mới.

B. Ổ cứng SSD NVMe

Công nghệ Non-Volatile Memory Express (NVMe) được ra mắt vào năm 2011 để giải quyết nhiều rào cản khác nhau của giao diện SATA và các giao thức truyền thông. Công nghệ NVMe sử dụng bus PCIe, thay vì bus SATA, để khai mở tiềm năng băng thông khổng lồ cho các thiết bị lưu trữ. PCIe 4.0 (phiên bản hiện tại) cung cấp tới 32 làn và, về lý thuyết, có thể truyền dữ liệu ở tốc độ lên đến 64.000MB/giây (hiện nay tốc độ ghi thực tế đã trên 3000MB/s) so với giới hạn thông số kỹ thuật 600MB/giây của SATA III. 

NVMe là một giao thức lưu trữ được thiết kế để dành riêng cho ổ SSD. Với việc loại bỏ lớp HBA SATA trung gian, NVMe cho phép ổ SSD giao tiếp trực tiếp với CPU thông qua bus PCIe 

C. So sánh 2 trình điều khiển AHCI và NVMe

•  NVMe được thiết kế đặc thù cho ổ cứng SSD với công nghệ flash khiến trình điều khiển này nhanh hơn trình điều khiển AHCI được thiết kế cho ổ cứng thông thường với công nghệ HDD.

• • Trong khi NVMe có 64K hàng đợi lệnh và có thể gửi 64K lệnh trên mỗi hàng, AHCI chỉ có một hàng đợi lệnh và chỉ có thể gửi 32 lệnh trên mỗi hàng.

• • Với trình điều khiển AHCI, các lệnh sử dụng các chu kỳ CPU cao với độ trễ là 6 micro giây trong khi các lệnh của trình điều khiển NVMe sử dụng các chu kỳ CPU thấp với độ trễ là 2,8 micro giây.

Có thể thấy SSD NVMe có tốc độ và độ trễ vượt trội so với ổ SSD SATA.