固态硬盘的发展

固态硬盘的发展

传统硬盘已经存在了很长的一段时间，但基于芯片的固态硬盘（SSD）在销售中继续前进和改善，并正在成为未来的重要组成部分。

最初，只有笔记本电脑和台式电脑使用固态硬盘。现在越来越多的制造商在高端服务器和存储系统中使用它们。

在固态硬盘进入市场之前，成功查找，寻址和保存或复制每个数据块一直是将数据存储在机械硬盘上的概念。此概念适用于传统机械硬盘内置的读/写磁头。

这正是通过读/写磁头访问数据的方式。数据在磁盘上找到，通过将磁头移动到特定位置，使用特定于此任务的特定协议读取和传输数据。使用（并行）ATA接口和IDE总线，可以在16位包中传输数据。但是，ATA 的这 16 个并行数据通道在传输数据时带来了挑战。这些通道的异步和它们之间不希望的相互干扰。因此，串行（S）ATA被发明出来。使用SATA，只有一个数据通道用于通过一个命令逐位传输数据以及从磁盘传输数据。随着CPU和RAM变得越来越快，这些旧总线接口和标准的数据传输速率是主要瓶颈之一。随着对能够几乎即时访问、计算或存储大量数据（大数据）的软件的高需求，输入/输出 （I/O） 速率比以往任何时候都更加重要。

尽管使用SATA（基于ATA命令集）和SAS（基于SCSI）的这种传输协议的想法已经运行了15年以上，但现在已经明显不够用了。虽然使用 SATA 只能在队列中执行一个命令，但新的 NVMe 协议可以同时处理队列中的 65，000 个命令。队列命令深度为 254 （SAS） 和 32 （SATA），而队列深度为 65，000 个队列 （NVMe）。

NVME是与外围组件互连高速（PCIe）总线连接的标准。该标准的主要优点是它实现了比SATA和SAS更大的带宽。SATA III 提供 6Gbps 和 600 Mbps 吞吐量以及 SAS 12 Gbps 和 8 Gbps 吞吐量，而 NVMe 提供的数据传输性能约为每通道 1 Gbps，在 16 通道配置中为 16 Gbps。随着 I/O 性能能力和吞吐量数字的提高，很明显，使用 NVMe 的 SSD 存储应该不会因 I/O 请求过多而导致的严重过载和性能下降。

这就是为什么，带有NVMe协议的PCIe SSD卡现在在市场上取得成功的原因。专为所谓的全闪存存储系统开发，其中许多内置于存储或服务器系统中，可以比以往更快地存储或访问数据和信息。然而，基于SATA和SAS的固态硬盘存储卡的生产商仍在与新的对手进行艰苦的战斗，并且远未放弃。