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As unidades NVMe são um grande negócio no armazenamento de computador agora, e por um bom motivo. Não apenas uma unidade de estado sólido (SSD) NVMe deixa a maioria dos SSDs mais antigos para trás, mas também é extremamente rápido em comparação com as unidades padrão de 3,5 e 2,5 polegadas.

NVMe vs. SATA III

Tome, por exemplo, o Samsung 860 Pro de 1 TB, um SSD de 2,5 polegadas com velocidade máxima de leitura sequencial de 560 megabytes por segundo (MB / s). Seu sucessor, o 960 Pro baseado em NVMe, é mais de seis vezes mais rápido do que isso, com velocidade máxima de 3.500 MB / s.

Isso ocorre porque os drives pré-NVMe se conectam a um PC via SATA III, a terceira revisão da interface de barramento de computador Serial ATA. NVMe, por sua vez, é a interface do controlador de host para SSDs mais recentes e avançados.

SATA III e NVMe são os termos mais comumente usados ​​para diferenciar entre os discos antigos e os novos gostos que todos desejam. NVMe não é, no entanto, o mesmo tipo de tecnologia que SATA III.

Veremos por que usamos os termos “SATA III” e “NVMe” para comparar as tecnologias posteriormente.

O que é SATA III?

Em 2000, o SATA foi introduzido para substituir o padrão Parallel ATA que o precedeu. SATA oferece conexões de velocidade mais alta, o que significa desempenho muito melhor em comparação com seu antecessor. O SATA III foi lançado oito anos depois com uma taxa de transferência máxima de 600 MB / s.

Os componentes SATA III usam um tipo específico de conector para encaixar em um laptop e um tipo específico de cabo para conectar a uma placa-mãe de PC desktop.

Depois que uma unidade é conectada ao sistema do computador via SATA III, o trabalho fica apenas pela metade. Para que a unidade realmente se comunique com o sistema, ela precisa de uma interface de controlador de host. Esse trabalho pertence à AHCI, que é a maneira mais comum de unidades SATA III se comunicarem com um sistema de computador.

Por muitos anos, o SATA III e o AHCI tiveram um desempenho admirável, inclusive durante os primeiros dias dos SSDs. No entanto, o AHCI foi otimizado para mídia rotativa de alta latência, não de baixa latência, armazenamento não volátil como SSDs, explicou um representante do fabricante de drives Kingston.

Os drives de estado sólido tornaram-se tão rápidos que eventualmente saturaram a conexão SATA III. SATA III e AHCI simplesmente não podiam fornecer largura de banda suficiente para SSDS cada vez mais capazes.

Com as velocidades de movimentação e as capacidades em expansão, começou a busca por uma alternativa melhor. E, felizmente, já estava em uso em PCs.

O que é PCIe?

PCIe é outra interface de hardware. É mais conhecido como a forma como uma placa de vídeo se encaixa em um PC desktop, mas também é usado para placas de som, placas de expansão Thunderbolt e unidades M.2 (mais sobre isso posteriormente).

Se você olhar em uma placa-mãe (veja acima), poderá ver facilmente onde estão os slots PCIe. Eles vêm principalmente em variantes x16, x8, x4 e x1. Esses números indicam quantas vias de transmissão de dados um slot possui. Quanto maior o número de pistas, mais dados você pode mover a qualquer momento, razão pela qual as placas gráficas usam slots x16.

Também há um slot M.2 na imagem acima, logo abaixo do slot x16 superior. Os slots M.2 podem usar até quatro pistas, portanto, são x4.

Os principais slots PCIe em qualquer computador têm pistas conectadas à CPU para o melhor desempenho possível. O resto dos slots PCIe se conectam ao chipset. Isso também suporta uma conexão bastante rápida com a CPU, mas não tão rápida quanto as conexões diretas.

Atualmente, existem duas gerações de PCIe em uso: 3.0 (o mais comum) e 4.0. Em meados de 2019, o PCIe 4.0 era totalmente novo e compatível apenas com os processadores Ryzen 3000 da AMD e placas-mãe X570. A versão 4, como você esperaria, é mais rápida.

No entanto, a maioria dos componentes ainda não está saturando a largura de banda máxima do PCIe 3.0. Portanto, embora o PCIe 4.0 seja impressionante, ainda não é uma necessidade para os computadores modernos.

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NVMe sobre PCIe

PCIe, então, é como SATA III; ambos são usados ​​para conectar componentes individuais a um sistema de computador. Assim como o SATA III precisa de AHCI antes que um disco rígido ou SSD possa se comunicar com um sistema de computador, as unidades baseadas em PCIe contam com um controlador host, chamado de memória não volátil expressa (NVMe).

Mas por que não falamos sobre drives SATA III versus PCIe, ou AHCI versus NVMe?

O motivo é bastante simples. Sempre nos referimos às unidades como sendo baseadas em SATA, como SATA, SATA II e SATA III - nenhuma surpresa nisso.

Quando os fabricantes de drives começaram a fazer drives PCIe, houve um curto período durante o qual conversamos sobre SSDs PCIe.

No entanto, a indústria não tinha nenhum padrão para se recompor como tinha com as unidades SATA. Em vez disso, como explicou a Western Digital, as empresas usaram AHCI e criaram seus próprios drivers e firmware para executar essas unidades.

Isso foi uma bagunça, e AHCI ainda não era bom o suficiente. Como Kingston nos explicou, também era mais difícil para as pessoas adotar unidades que fossem mais rápidas do que SATA porque, em vez de uma experiência plug-and-play, elas também tinham que instalar drivers especiais.

Eventualmente, a indústria se reuniu em torno do padrão que se tornou o NVMe e substituiu o AHCI. O novo padrão era muito melhor que fazia sentido começar a falar sobre NVMe. E o resto, como eles falam, é história.

O NVMe foi construído com SSDs baseados em PCIe modernos em mente. Os drives NVMe são capazes de aceitar muito mais comandos ao mesmo tempo do que os discos rígidos mecânicos SATA III ou SSDs. Isso, combinado com menor latência, torna os drives NVMe mais rápidos e responsivos.

Como são as unidades NVMe?

Se você for comprar um drive baseado em NVMe hoje, o que você quer é uma goma stick M.2. M.2 descreve o fator de forma da unidade - ou, para nossos propósitos, sua aparência. As unidades M.2 geralmente têm até cerca de 1 TB de armazenamento, mas são pequenas o suficiente para segurar entre o polegar e o dedo indicador.

As unidades M.2 se conectam a slots PCIe M.2 especiais que suportam até quatro vias de transferência de dados. Essas unidades geralmente são baseadas em NVMe, mas você também pode encontrar unidades M.2 que usam SATA III - basta ler a embalagem com atenção.

M.2s baseados em SATA III não são tão comuns hoje em dia, mas existem. Alguns exemplos populares são o WD Blue 3D NAND e o Samsung 860 Evo.

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Você deve descartar as unidades SATA III?

Embora o NVMe seja fantástico, não há razão para desistir das unidades SATA III ainda. Apesar das limitações do SATA III, ainda é uma boa escolha para armazenamento secundário.

Qualquer pessoa que esteja construindo um novo PC, por exemplo, faria bem em usar uma unidade M.2 NVMe para sua unidade de inicialização e armazenamento primário. Ele poderia então adicionar um disco rígido mais barato ou SSD de 2,5 polegadas com maior capacidade como armazenamento secundário.

Pode ser uma boa ideia ter todo o seu armazenamento rodando em PCIe. No entanto, no momento, as unidades NVMe são limitadas a cerca de 2 TB. Capacidades mais altas também são proibitivamente caras. Um disco rígido de 1 TB, M.2 NVMe normalmente custa cerca de US $ 100 (mais ou menos o que custa um disco rígido SATA III de 2 TB de alto desempenho).

O preço, é claro, pode mudar à medida que obtemos unidades M.2 com capacidade ainda maior. Kingston disse que podemos esperar ver unidades M.2 com capacidades de 4 e 8 TB por volta do início de 2021.

Até então, a combinação do M.2 com SSDs e discos rígidos secundários é a melhor opção.

A mesma ideia se aplica a laptops. Se você estiver comprando um novo equipamento, procure um com armazenamento flash NVMe e uma baia sobressalente de 2,5 polegadas para um disco rígido SATA III ou SSD.

No entanto, nem todos os drives NVMe são criados iguais. Definitivamente vale a pena ler comentários sobre o seu drive de destino antes de comprar um.

Se você tiver um PC de mesa ou laptop mais novo, é provável que ele tenha slots M.2 que suportam NVMe. Vale a pena atualizar o seu PC!