NVMe در سرورها چیست؟
NVMe یا Non-Volatile Memory Express یک پروتکل ارتباطی بسیار سریع است که برای استفاده از پهنای باند PCIe طراحی شده و اجازه می‌دهد حافظه‌های ذخیره‌سازی با حداقل تأخیر و بیشترین سرعت به پردازنده متصل شوند. این تکنولوژی برخلاف SSDهای معمولی که روی رابط SATA کار میکنند، از ده‌ها برابر پهنای باند بیشتر بهره می‌برد.
تفاوت اصلی NVMe با SSD معمولی در چیست؟
SSDهای معمولی همچنان از رابط SATA III استفاده میکنند که حداکثر سرعت تئوریک آن ۶ گیگابیت بر ثانیه است. این محدودیت باعث می‌شود حتی سریع‌ترین SSD بازار هم از سقف پهنای باند SATA فراتر نرود. اما NVMe از مسیر PCIe با سرعت‌هایی بین ۳۲ تا بیش از ۱۲۸ گیگابیت بر ثانیه استفاده می‌کند و همین موضوع تفاوت چشمگیری ایجاد می‌کند.
چرا NVMe در سرورها اهمیت بیشتری دارد؟
بارهای کاری سروری مانند مجازی‌سازی، دیتابیس، لاگینگ، سرویس‌های ابری و اپلیکیشن‌های High-IO نیاز به IOPS بسیار بالا و تأخیر بسیار کم دارند. NVMe دقیقاً برای چنین سناریویی ساخته شده است. این در حالی است که SSDهای SATA، تنها برای کارهای سبک‌تر مناسب‌اند.
مقایسه معماری SATA و NVMe
SSDهای SATA از AHCI استفاده میکنند که تنها یک صف (Queue) دارد و توان پردازش حدود ۳۲ دستور را هم‌زمان فراهم می‌کند. اما NVMe تا ۶۴ هزار صف موازی و هر صف تا ۶۴ هزار دستور را پشتیبانی می‌کند. این یعنی تعداد صف‌ها در NVMe حدود ۲۰۰۰ برابر بیشتر است.
«درایوهای NVMe پنج تا هفت برابر بهتر از SSDهای SATA عمل میکنند، و ۲۵ تا ۳۵ برابر نسبت به رسانه‌های چرخان قدیمی سرعت دارند.» Samsung Insights
مقایسه سرعت NVMe و SSD معمولی (اعداد واقعی)
برای درک تفاوت سرعت NVMe و SSD معمولی، تست‌های بنچمارک معتبر نشان می‌دهند:
| نوع حافظه | سرعت خواندن (MB/s) | سرعت نوشتن (MB/s) | IOPS | تاخیر (Latency) |
|---|---|---|---|---|
| SSD SATA III | 550 تا 600 | 450 تا 520 | 80,000 | 80–120 μs |
| NVMe Gen3 PCIe | 2500 تا 3500 | 2000 تا 3000 | 400,000+ | 20–30 μs |
| NVMe Gen4 PCIe | 5000 تا 7500 | 4500 تا 7000 | 700,000+ | 10–20 μs |
تفاوت NVMe و SSD در سناریوهای واقعی سرور
در کاربردهای واقعی سرور، تفاوت NVMe با SSD معمولی به شکل محسوسی خود را نشان می‌دهد. موارد زیر از مهم‌ترین سناریوهایی هستند که NVMe عملکرد بسیار بهتری دارد:
- لود شدن سریع‌تر ماشین‌های مجازی
- افزایش سرعت Queryهای دیتابیس مثل MySQL و PostgreSQL
- بهبود عملکرد نرم‌افزارهای Analytics و Log Processing
- افزایش راندمان در سرویس‌دهی هم‌زمان به تعداد زیادی کاربر
- بهبود سرعت Backup و Snapshot در هایپروایزرها
در چه مواقعی SSD معمولی کافی است؟
اگر پروژه‌های شما شامل بار کاری سبک یا تعداد کاربر کم باشد، SSD معمولی انتخاب اقتصادی مناسبی است. برای مثال:
- هاست شخصی یا وب‌سایت‌های کم‌ترافیک
- سرورهای Download یا Backup
- سرویس‌هایی با حجم زیاد ولی حساسیت پایین به IOPS
در چه مواقعی NVMe انتخاب ضروری است؟
اگر پروژه شما یکی از موارد زیر است، انتخاب NVMe الزاماً بهترین تصمیم است:
- مجازی‌سازی سنگین روی VMware یا Proxmox
- وب‌سایت‌های پربازدید یا فروشگاه‌های اینترنتی بزرگ
- سرورهای پردازش ابری، CDN یا Microservices
- سرویس‌های Database محور با Queryهای سنگین
- پردازش Log در مقیاس بالا (ELK, Graylog)
مقایسه NVMe U.2، U.3 و M.2 در سرورها
NVMe در سرورها در قالبهای مختلف ارائه می‌شود. رایج‌ترین آن‌ها:
- M.2: مناسب سرعت بالا، اما برای محیط‌های سروری سنگین توصیه نمی‌شود.
- U.2: پایدار، مخصوص دیتاسنتر، مناسب کارکرد ۲۴/۷.
- U.3: نسل جدیدتر با سازگاری بهتر با Backplaneهای سروری.
جمع‌بندی
NVMe فقط یک نسخه سریع‌تر از SSD نیست؛ بلکه یک معماری کاملاً متفاوت است که برای بارهای کاری سروری طراحی شده. سرعت چندبرابری، تاخیر پایین، IOPS بالا و پایداری فوق‌العاده باعث شده NVMe به استاندارد اصلی سرورها تبدیل شود. اگر پروژه شما شامل پردازش داده، استقرار ماشین‌های مجازی یا بارهای سنگین سازمانی است، انتخاب NVMe بهترین سرمایه‌گذاری است.
هارد سرور HPE 3.84TB SATA 6G Read Intensive SFF BC PM893 SSD
سوالات متداول
آیا NVMe عمر بیشتری از SSD معمولی دارد؟
بهطور کلی NVMeهای سروری (Datacenter-Grade) از کنترلر و NAND باکیفیتتری استفاده میکنند و در نتیجه دوام و TBW بسیار بالاتری نسبت به SSDهای معمولی دارند.
آیا می‌توان NVMe را جایگزین SSD کرد؟
بله، اگر مادربرد یا سرور شما اسلات PCIe یا U.2/U.3 داشته باشد، NVMe بهترین جایگزین SSD SATA است.
آیا NVMe برای Backup مناسب است؟
برای بکاپگیریهای سنگین و مکرر NVMe عملکرد فوقالعادهای دارد، اما برای آرشیو بلندمدت استفاده از HDD اقتصادیتر است.
سرورهای HPE از چه نوع NVMe پشتیبانی میکنند؟
اغلب مدلهای Gen10 و Gen11 از NVMe در قالبهای M.2، U.2 و U.3 پشتیبانی میکنند، اما مدل دقیق و Backplane باید بررسی شود.