در طی دهه‌ی گذشته در دنیای ذخیره‌سازی رایانه‌ها موارد زیادی تغییر کردند. رایج‌ترین نوع از فضاهای ذخیره‌سازی برای لپ‌تاپ‌ها و دیگر کامپیوترهای رومیزی، HDD ها هستند که در حال حاضر با آمدن SSD ها که بسیار سریع‌تر هستند، کم‌کم در حال افول هستند. از طرفی دیگر در حال حاضر NMVe ها که جدیدترین نوع از فناوری‌های حافظه و ذخیره‌سازی هستند، به بازار عرضه‌شده است. در این مقاله می‌خواهیم مقایسه NVMe و SSD را انجام دهیم و مزایا و معایب هرکدام را بازگو کنیم.

HDD چیست؟

 پیش از آن‌که مقایسه‌ی اصلی بین SDD و NVMe را انجام دهیم، بهتر است قدیمی‌ترین نسل از سخت‌افزارهای حافظه را بشناسیم.

HardDisk Drive یا همان HDD قدیمی‌ترین دسته از بخش حافظه‌ها است که در حدود 60 سال از معرفی آن به جهان می‌گذرد. برای ذخیره‌سازی در این قطعه، از تکنولوژی ذخیره‌سازی مغناطیسی استفاده می‌شود. در این دسته از هاردها اطلاعات‌ها روی دیسک‌هایی مخصوصی در بخش‌هایی تحت عنوان بلوک، به‌صورت تصادفی ذخیره می‌کنند.

هارددیسک کامپیوتر (HDD) یک دستگاه ذخیره‌سازی اطلاعات غیر فرار است. غیر فرار به دستگاه‌های ذخیره‌سازی اطلاق می‌شود که در صورت خاموش شدن، داده‌های ذخیره‌شده را حفظ می‌کنند. همه رایانه‌ها به یک دستگاه ذخیره‌سازی نیاز دارند و هارددیسک‌ها تنها نمونه‌ای از یک نوع دستگاه ذخیره‌سازی هستند.

هارددیسک‌ها معمولاً در رایانه‌های رومیزی، دستگاه‌های تلفن همراه، لوازم الکترونیکی مصرفی و آرایه‌های ذخیره‌سازی سازمانی در مراکز داده نصب می‌شوند. آن‌ها می‌توانند سیستم‌عامل‌ها، برنامه‌های نرم‌افزاری و سایر فایل‌ها را با استفاده از دیسک‌های مغناطیسی ذخیره کنند.

به‌طور خاص، درایوهای دیسک سخت خواندن و نوشتن هارددیسکی را که ذخیره‌سازی داده‌ها را فراهم می‌کند، کنترل می‌کنند. هارددیسک‌ها به‌عنوان وسیله ذخیره‌سازی اولیه یا ثانویه در رایانه استفاده می‌شود.

SDD چیست؟

برای آن‌که بتوانیم مقایسه NVMe و SSD را به‌درستی انجام دهیم، ابتدا باید با هرکدام از این دو نوع حافظه آشنا شویم و سپس در مورد بهتر بودن یکی از آن‌ها تصمیم‌گیری کنیم.

SDD مخفف Solid State Drive است. در طول سال‌های طولانی از ساخته‌شدن آن، جزو محبوب‌ترین موارد سخت‌افزاری برای رایانه‌ها و لب تاپ‌ها بوده است. این سخت‌افزار برخلاف همتای قدیمی خود HDD قطعات متحرکی ندارد. در عوض از تراشه‌های نیمه‌هادی برای ذخیره‌سازی و دسترسی به حافظه استفاده می‌کند.

جالب‌ترین چیز در مورد SSD این است که این تراشه‌ها حالت شارژ یا بدون شارژ خود را حتی زمانی که دستگاه را خاموش می‌کنید حفظ می‌کنند و از ذخیره شدن حافظه اطمینان حاصل می‌کنند. این به دسکتاپ یا لپ‌تاپ شما اجازه می‌دهد تا داده‌ها را در عرض چند ثانیه اسکن کند.

 مزایای SDD

درایو حالت جامد SDD نسبت به انواع سنتی‌تر یعنی HDD سرعت بسیار بیشتری دارند. به‌جز آن اگر از SDD استفاده کنید، ازلحاظ فیزیکی، ساختار یک‌دست‌تری دارد و کمتر آسیب می‌بیند. قطعات متحرک ندارد و این باعث شده است که اگر لرزش و حرکتی انجام دهد، کمتر مورد آسیب قرار می‌گیرد و ضربات وارد مشکلی برای آن ایجاد نمی‌کند.

دیگر ویژگی که باعث برتری SDD نسبت به نسل‌های پیشین شده است، کاهش مصرف انرژی در آن است. هاردهای HDD ازآنجایی‌که دائماً در حال چرخش هستند، انرژی بیشتری مصرف می‌کنند؛ اما SDD ها این خصوصیت را ندارند و همه‌ی قطعات ثابت هستند که باعث شده است سطح مصرف انرژی در آن به حداقل مقدار برسد.

قطعات الکتریکی اگر در معرض حرارت قرار گیرند، باعث می‌شود که به‌شدت عملکردشان افت پیدا کند. هر چه قطعات خنک‌تر باشند، عمر آن‌ها بیشتر می‌شود. استفاده از SDD باعث می‌شود که گرمای کمتری تولید شود و عمر تمام قطعات افزایش پیدا کند. به دلیل نبود قطعات متحرک در ساختار SDD، آن‌ها نویز و سر صدای کمتری دارند.

معایب SDD ها را بهتر بشناسیم

باوجود مزایایی فراوانی که انواع SDD ها دارند، یک سری معایب را هم دارند که در ادامه برخی از آن‌ها را معرفی کرده‌ایم.

یکی از فاکتورهای مهمی که باعث می‌شود خرید بک قطعه افزایش پیدا کند، هزینه‌ی آن است. معمولاً قیمت SDD ها نسبت به هاردهای HDD خیلی بیشتر است. اگر توان خرید SDD های با فضای ذخیره‌سازی بالا که قیمت بالایی را ندارند، می‌توانید از انواع 120،250 گیگابایت و … استفاده کنید. به‌طورکلی سرعت لب تاپ شما با استفاده از انواع با فضای کمتر، خیلی بیشتر می‌شود.

دیگر موضوع مهم در مورد SDD ها این است که شما در تعداد دفعاتی که می‌توانید اطلاعات را از روی آن پاک کنید و اطلاعات جدیدی وارد کنید، محدودیت دارید. در مورد هاردهای HDD این تعداد تکرار و جایگزینی در حدود 5 میلیون بار است درحالی‌که برای SDD ها حدود 10 هزار بار و یا کمتر است. ازاین‌جهت شاید بتوان گفت که عمر SDD ها کمتر است.

علاوه‌برآن …

اگر از SDD استفاده کنید، هیچ‌وقت نمی‌توانید اطلاعاتی را که حذف کرده‌اید، بازگردانی کنید. این برای برخی موارد می‌تواند مناسب باشد اما در اکثر مواقع شاید فرد نیاز داشته باشد که اطلاعات را بازگردانی کند که در این صورت استفاده از SDD این اجازه را به شما نمی‌دهد.

اگر سیستم‌عامل شما از نسل‌های قدیمی‌تر است، شاید SDD نتواند آن‌گونه که بایدوشاید، عمل نکند و بالاترین کارایی را نداشته باشد. به همین دلیل سعی کنید اگر از نسل‌های قدیمی‌تر استفاده می‌کنید، استفاده از SDD را کنار بگذارید.

NMVe چیست؟

NVMe مخفف Non-Volatile Memory Express است. یک راه‌حل ذخیره‌سازی است که در سال 2013 معرفی شد. در این راه‌اندازی، عبارت non-volatile به این معنی است که هنگام راه‌اندازی مجدد رایانه، فضای ذخیره‌سازی حذف نمی‌شود. درعین‌حال، به‌صراحت این واقعیت را تعریف می‌کند که همه داده‌ها از طریق رابط PCI Express (PCIe) روی مادربرد رایانه شما منتقل می‌شوند.

ازآنجایی‌که داده‌ها مجبور نیستند از طریق یک کنترلر Serial Advanced Technology Attachment (SATA) عبور کنند، به درایور ارتباط مستقیم‌تری با مادربرد دستگاه شما می‌دهد و در زمان شما صرفه‌جویی می‌کند و درعین‌حال حداقل منابع را مصرف می‌کند. به‌عبارت‌دیگر، این یک تصویر تکنولوژیکی از گذرگاه است، جزء حافظه (SSD) برای برقراری ارتباط با رایانه استفاده می‌کند و دقیقاً نوع جدیدی از حافظه نیست.

درایوهای NVMe بسیار سریع‌تر از SATA هستند. سرعت درایوهای NVMe در سطح سازمانی با نرخ رابط 3.9 گیگابایت بر ثانیه می‌تواند به 32 گیگابیت بر ثانیه برسد. اگر کاری انجام دهید که به عملکرد دیسک زیادی نیاز دارد، مانند بازی یا ویرایش ویدئو، این می‌تواند بسیار مفید باشد؛ اما با SSD، یافتن سرعت دقیق مطابق با نیازهای شما آسان نیست زیرا بسته به سازنده و فاکتور فرم متفاوت است.

مزایای NVMe چیست؟

این دسته از هاردها به نسبت دودسته‌ی قبلی، سرعت بسیار بیشتری دارند. علاوه‌برآن زمانی مه شما از یک NVMe استفاده می‌کنید، تأخیری که در حافظه وجود دارد، به حداقل مقدار خود می‌رسد. هم‌چنین وقتی حافظه را نیاز دارید، تعداد کارهایی که در ثانیه انجام می‌دهید، افزایش می‌یابد.

استفاده از NVMe ها باعث می‌شود که شما حداقل مقدار مصرف انرژی را تجربه کنید. سرعت واکنش گرایی در انواع هاردهای NVMe در بیشترین و بالاترین سطح ممکن است. اگر کار شما به نحوی است که با دیتابیس‌های بزرگ سروکار دارید، سرعت یکی از مهم‌ترین فاکتورها برای شما خواهد بود. این سرعت‌بالا را می‌توانید با استفاده از NVMe به دست آورید.

اگر در حین پردازش، استفاده از دیگر هاردها وقفه داشتند، این دسته از آن‌ها این وقفه را از بین برده و آن را رفع می‌کند.

معایب NVMe چه مواردی ممکن است باشد؟

 یکی از مهم‌ترین مواردی که شاید به‌عنوان عیب برای NVMe ها در نظر گرفته شود، این است که اگر سیستم شما قدیمی باشد، استفاده از NVMe برای آن امکان‌پذیر نیست. این سیستم‌ها نمی‌توانند از انواع به‌روزتر هاردها پشتیبانی کنند.

قیمت بالای آن باعث شده است که درصورتی‌که شما مقدار زیادی داده را ذخیره‌سازی کنید، برای شما به‌صرفه نباشد.

ازآنجایی‌که با اکثر مواقع فرمت M.2 استفاده می‌شود، شاید انتخاب‌هایی که برای درایوها دارید، برای شما محدود شود.

مقایسه NVMe و SSD ازلحاظ سرعت

هنگام استفاده از NVMe که دارای توان خواندن یا نوشتن بسیار بیشتر از هارددیسک‌ها و SATA SSD است، می‌توانید تفاوت واضح و قابل‌اندازه‌گیری در عملکرد را مشاهده کنید. درایوهای NVMe بسیار سریع‌تر از درایوهای SATA هستند. PCIe 3.0، نسل فعلی استاندارد PCI Express، دارای حداکثر سرعت انتقال 985 مگابایت در ثانیه (Mbps) در هر مسیر است. درایوهای NVMe می‌توانند از 4 خط PCIe استفاده کنند که به معنای حداکثر سرعت تئوری 3.9 گیگابیت بر ثانیه (3940 مگابایت در ثانیه) است.

 به عبارت ساده‌تر، سرعت NMVe ها 4 برابر بیشتر از انواع SDD است. NVMe از چهار خط PCIe استفاده می‌کند، از صف‌های عظیم 64K پشتیبانی می‌کند و می‌تواند 64K دستور در هر صف ارسال کند. بااین‌حال، پروتکل NVMe برای عملکرد بالا تنها به 13 دستور نیاز دارد.

عملکرد: مقایسه NVMe و SSD

NVMe به استفاده‌کنندگان این امکان را می‌دهد که از همان خط “pool” که مستقیماً به CPU متصل می‌شود بهره‌مند شوند. این عملکرد مقیاس‌پذیری را ارائه می‌کند که فراتر از چهار خط معمولی در اکثر SSD‌های PCIe گسترش می‌یابد و از آن‌ها برای اجرا استفاده می‌کند. سوکت‌های PCIe بیش از 25 برابر بیشتر از معادل SATA خود داده‌ها را انتقال می‌دهند.

قیمت و مقایسه NVMe و SSD ها از این لحاظ

قیمت هاردهای SSD بسته به‌اندازه و ظرفیت بسیار متفاوت است. معمولاً ظرفیت‌های SSD بین 120 گیگابایت تا 2 ترابایت است و تقریباً 4 برابر قیمت یک درایو SATA معمولی با همان پیکربندی قیمت دارد. NVMe ممکن است برای نیازهای با کارایی بسیار بالا انتخاب بهتری برای سازمان باشد، اما در مقایسه با SSD ها پرهزینه است. این به این معنی است که شما هر مبلغی که برای یک حجم 120 گیگابایتی از هاردهای SDD می‌پردازید، می‌تواند تا 4 برابر و یا بیشتر در انواع NMVe هزینه داشته باشد.

به‌طورکلی برای یک شرکت یا مجموعه با کامپیوترهای معمولی، استفاده از SDD ها به‌صرفه‌تر است. تعداد کاربرانی که می‌توانند به‌سرعت متوسطی که این نوع SSD ارائه می‌دهند رضایت دهند.

از سوی دیگر، NVMe برای صنایعی که حجم زیادی از داده‌ها و برنامه‌هایی را که در سیستم‌های سازمانی اجرا می‌شوند پردازش می‌کنند، مانند یادگیری ماشین، هوش مصنوعی و رایانش ابری، ایده‌آل هستند. مراکز داده، بخش‌های مالی و سایر صنایعی که داده‌ها را در مقیاس بزرگ‌تر پردازش می‌کنند، از عملکرد فوق‌العاده سریع NVMe سود می‌برند.

سازگاری یکی دیگر از معیارهای مقایسه NVMe و SSD ها

صرف‌نظر از فرم فاکتور، NVMe مستقیماً با CPU ارتباط برقرار می‌کند و با تمام سیستم‌عامل‌های اصلی کار می‌کند. از سوی دیگر، SSD ها برای دستگاه‌های جداگانه طراحی‌شده‌اند و با چندین دستگاه یا سیستم‌عامل سازگار نیستند.

 سازگاری باعث می‌شود که شما بتوانید استفاده‌های بیشتری از فضای ذخیره‌سازی که در اختیار شما قرار داده‌شده است، داشته باشید. این نکته جزو موارد است که حتماً باید به آن توجه کنید. اگر شما قصد ندارید که برای چند سیستم‌عامل سازگاری داشته باشد، SDD ها می‌تواند گزینه‌ی بهتری برای شما باشد.

تأخیر در عملکرد دیگر معیار مقایسه NVMe و SSD ها

 NVMe ها همچنین تأخیر کمتری نسبت به SSD ها دارند. تأخیر خواندن اطلاعات یک NVMe 300 میکروثانیه است، درحالی‌که SSD بر اساس آزمایش واقعی 500 میکروثانیه است. به همین ترتیب، نوشتن داده برای SSD، 2 میلی‌ثانیه است، درحالی‌که حافظه‌های NVMe تنها 1 میلی‌ثانیه است. تفاوت‌ها ناچیز به نظر می‌رسند، اما همین تفاوت‌ها هنگام کار بر روی حجم زیادی از داده‌ها به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای مشهود است.

راندمان انرژی

از دیگر مزایای NVMe راندمان انرژی و افزایش تحرک است. یک NVMe نسبت به SSD انرژی کمتری مصرف می‌کند، باوجود حجم قابل‌توجهی از داده‌ای که می‌تواند پردازش کند. علاوه بر مصرف انرژی کمتر، این امر باعث افزایش عمر باتری، باتری‌های لپ‌تاپ و سایر دستگاه‌های قابل‌حمل نیز می‌شود. NVMe ها همچنین وزن کمتری نسبت به SSD دارند و ازنظر اندازه کوچک‌تر هستند. اکثر NVMe از فرم فاکتور M.2 استفاده می‌کنند و آن‌ها را به‌اندازه یک آدامس کوچک می‌کند. این باعث صرفه‌جویی در فضا در سیستم‌های بزرگ‌تر می‌شود و آن‌ها را برای دستگاه‌های کوچک‌تر نیز عالی می‌کند.

نتیجه‌گیری

درحالی‌که SDD ارزان‌تر از NVMe است، رایانه‌های قدیمی عمدتاً از این فناوری استفاده می‌کنند. از سوی دیگر، NVMe یک پروتکل جدید است که عملکرد بالا، تأخیر کم و فضای ذخیره‌سازی عظیم را امکان‌پذیر می‌کند.

اگر به دنبال راه‌حل ذخیره‌سازی سریع‌تر و پاسخگوتر هستید، باید گزینه‌های موجود NVMe را بررسی کنید. ممکن است گران باشد، اما سرمایه‌گذاری ارزش آن را دارد

NVMe به‌طورکلی مزایای فوق‌العاده‌تری نسبت به SSD دارند، به‌ویژه در جنبه سرعت. با پیشرفت تکنولوژی، می‌توان انتظار عملکرد بهتری از این دستگاه ذخیره‌سازی کوچک اما قدرتمند داشت. با ادامه رشد پردازش داده‌ها، انتظار می‌رود دستگاه‌های بیشتری از NVMe برای جلوگیری مشکلات ذخیره‌سازی و پردازش داده‌ها استفاده کنند.