NVMe SSD高速传输的背后 原理竟然是这样

闪存技术发展到如今，想必大家对固态硬盘已经足够熟悉，固态硬盘发展到今天各类别的定位差已经十分明显。

市面上主流的消费级基本有大容量主打性价比的sata、msata ssd，以及主打高性能的nvme m.2 ssd。

大约从2015年开始，nvme这个词开始被各大科技媒体重视起来，也正是从这个时间开始有更多的台式机主板、笔记本电脑开始搭载支持pci-e总线标准的m.2插槽，这就让读写更高速的nvme m.2 ssd有了用武之地。

随着个人存储数据量的不断增加，传统ahci标准的sata ssd已经跟不上消费者的性能需求，高端ssd领域几乎已经成为了走pci-e通道的m.2 nvme ssd的天下。

那么什么是nvme呢，它对于使用它的ssd有哪些优势呢？

nvme为何能够如此之快

nvme是一项相对较新的存储技术，专为ssd而生，早在2011年就已经出现1.0版本。

它与传统的sata ssd相比最直观的提升就是性能翻倍。那nvme是如何实现如此巨大的性能提升呢，今天小编就来为大家科普。

走sata的ssd会被连接到南桥的sata port上，因为其仅支持传统的ahci协议。

我们要知道ahci只有1个命令队列，如果此时有大量的文件操作需求，便会出现拥堵的现象。

而支持nvme传输协议的ssd直接走pcie，并且nvme的队列数量达到了惊人的五位数，它让电脑和固态硬盘之间的通路大大增加，因此能够充分利用这个优势，大大降低了延迟，进而实现了数倍于sata ssd的性能。

nvme优势所在

低延时

nvme标准与ahci标准相比首先就是更低的延时。

因为这个标准是面向pci-e ssd而生的，因此可以与cpu直连从而免去了ahci与sas接口的外置控制器（pch）与cpu通信所带来的延时。

在调用方式上，nvme并不需要读取寄存器，而ahci则需要读取4次，所以进一步降低延时。

高iops

由于传统的ahci设置原因，所以iops性能不高。而nvme ssd队列深度一般可以提升到64000以上，所以iops能力也会得到大幅提升。

低功耗

nvme加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能，在power state 0状态下你的ssd闲置时间达到50ms后便可以切换到power state 1状态，在power state 1状态下闲置时间达到500ms后，进入功耗更低的power state 2状态。

所以，与现在主流的ahci ssd相比，nvme在功耗方面的优势也十分明显。

未来发展趋势

在nvme传输协议没有普及前，市场上就出现了pcie通道的m.2接口形态的固态银盘，但受限于传输协议的原因，仅可以实现sata ssd 6gbps的性能。

而低延时的nvme加上无延时的pcie通道背书，可以直接连接cpu提高通道带宽，能够让固态硬盘的性能得到进一步提升，所以nvme协议的m.2 ssd未来势必稳坐高性能ssd的宝座。