Страница 2: Интерфейсы: SATA или NVMe?
Интерфейсов для подключения накопителей великое множество – есть как внешние, такие как Thunderbolt или USB, так и внутренние – SATA и NVMe.
SATA: самый простой вариант
Наиболее широко распространен интерфейс SATA. В третьей версии он обеспечивает пропускную способность до 600 Мбайт/с (его даже называют "SATA-600"). Но следует различать механический интерфейс SATA и протокол. На материнских платах обычно установлены механические интерфейсы SATA в количестве 4-6 портов. Но также и слоты M.2 могут использовать протокол SATA, причем иногда без поддержки других вариантов. В таком случае они тоже будут ограничены 600 Мбайт/с. Жесткие диски и оптические приводы обычно подключаются к материнским платам через SATA, и для них упомянутое теоретическое ограничение не является критическим. Но современные SSD могут работать намного быстрее. Большинство SSD с подключением SATA сегодня достигают 550 Мбайт/с - практического максимума интерфейса (если учесть служебную информацию).
Будет ли это ограничение заметно на практике, зависит от сферы использования. Все же проверенный временем и широко распространенный интерфейс гарантирует совместимость. Сегодня твердотельные накопители становятся все популярнее в сетевых хранилищах NAS. Современные SATA SSD здесь дают несколько преимуществ: многие системы NAS, даже старые, можно легко перевести на SSD с жестких дисков благодаря SATA. Здесь сразу же будет заметно преимущество SSD в виде низких задержек, а пропускная способность "узким местом" не является. Кроме того, меньшее энергопотребление SSD по сравнению с жесткими дисками снижает расходы на электричество. И это при более высоком уровне производительности!
NVMe: необходим для скоростных SSD
Если нужны накопители с высокой пропускной способностью, то без протокола NVMe (Non-Volatile Memory Express) не обойтись. В последние годы он стал доминирующим в потребительском сегменте. В данном случае накопитель через слот M.2 подключается к линиям PCIe, что существенно увеличивает пропускную способность. С стандартом PCIe 5.0 мы получаем пропускную способность до 15,6 Гбайт/с при использовании x4 линий. Впрочем, накопители PCIe 5.0 пока только появляются на рынке; PCIe4 с четырьмя дорожками для подключения все еще остается стандартом де-факто. Конечно, на практике пропускная способность оказывается ниже теоретического уровня, тому есть множество причин. Но в синтетических тестах мы получаем скорость передачи, вплотную приближающуюся к указанным значениям.
Также следует учитывать и возможности материнских плат: старые модели от AMD и Intel могут предоставлять меньше линий, нежели четыре. Особенно если недорогая материнская плата предлагает несколько слотов M.2, то второй (и даже третий) могут подключаться одной-двумя линиями. В ноутбуках подобные ограничения тоже встречаются повсеместно. Таким образом, перед установкой (второго) SSD в подобную систему не мешает свериться с документацией, чтобы не терять попусту производительность.
При интенсивной нагрузке на SSD высокая пропускная способность NVMe приводит к еще одному недостатку. Чипы памяти могут очень сильно нагреваться, до температур 70°C и выше. В результате SSD автоматически снижает производительность, чтобы не допустить перегрева. Если у вас планируется подобная нагрузка, то следует продумать дополнительное охлаждение. Например, тот же Kingston FURY RENEGADE можно взять с установленным радиатором, чтобы производительность под интенсивной нагрузкой не снижалась. Даже в базовой версии накопитель оснащен наклейкой из алюминиево-графитовой смеси, которая способствует улучшению теплообмена. Она обеспечивает лучший контакт для отведения тепла, если планируется использовать предустановленные радиаторы материнской платы. Таким образом, можно избежать перегрева, учитывая воздушный поток в корпусе.
SAS: особый случай для серверов
В домашних компьютерах интерфейс SAS (Serial Attached Small Computer System Interface) третьего поколения встречается сравнительно редко. Он довольно сильно напоминает обычные порты SATA, и на то есть причина. Кабель SAS можно использовать для подключения накопителей SATA, но не наоборот. По сравнению с интерфейсом SATA 600 пропускная способность удвоилась, но она все равно уступает NVMe. Важным преимуществом здесь является возможность установки двух портов, что позволяет использовать один накопитель в двух системах одновременно.
Но данный интерфейс все же ориентирован под серверное применение: с соответствующими RAID-контроллерами он позволяет оснастить сервер мощной подсистемой хранения данных, при этом сохраняя 2,5" форм-фактор - удобный для установки накопителей с передней панели сервера. Однако соотношение цена/производительность накопителей SAS далеко не самое хорошее из-за дорогих контроллеров. Но замена уже разрабатывается.
Возможность замены SSD в «горячем» режиме (то есть во время работы) весьма важна для серверов. Поэтому накопители NVMe M.2 на материнских платах или карты расширения PCIe для серверов не подходят. Чтобы сочетать преимущества NVMe с удобством замены классических 2,5" накопителей, был разработан интерфейс U.2. Некоторые high-end настольные материнские платы предлагают подобный интерфейс. Впрочем, в серверах уже можно встретить накопители в формате NGSFF (Next Generation Small Form Format), которые используют протокол NVMe для подключения. Будущее покажет, какие форматы победят в конечном итоге.