La memoria non volatile (NVMe) è una tecnologia di semiconduttori che non richiede un’alimentazione continua per conservare i dati o il codice del programma memorizzato in un dispositivo informatico.

I produttori di sistemi usano diversi tipi di chip di memoria non volatile per una varietà di scopi. Per esempio, un tipo di NVM potrebbe memorizzare il codice di programma del controller per dispositivi come gli hard disk (HDD) e le unità a nastro. Un altro tipo di NVM è comunemente usato per la memorizzazione dei dati nelle unità a stato solido (SSD), nelle unità USB e nelle schede di memoria nelle fotocamere digitali, nei telefoni cellulari e in altri dispositivi.

La memoria a stato solido usa tipicamente una variante della memoria non volatile conosciuta come NAND flash. Gli SSD non hanno parti in movimento, e sono capaci di prestazioni più elevate rispetto agli HDD indirizzati meccanicamente e al nastro, che usano una testina per leggere e scrivere i dati sui supporti di memorizzazione magnetici. Gli SSD collegati direttamente al processore di un computer attraverso un bus PCI Express (PCIe) offrono una latenza inferiore rispetto agli SSD basati su Serial-Attached SCSI (SAS) o Serial Advanced Technology Attachment (SATA) inseriti in alloggiamenti esterni.

Tipi di memoria non volatile

Molti tipi di memoria non volatile sono in uso oggi per leggere e scrivere dati da e verso sistemi aziendali e di consumo, e ognuno offre vantaggi e svantaggi.

I produttori hanno continuato a sviluppare tecnologie NAND flash con l’obiettivo di ridurre il costo per bit. Hanno introdotto la 3D NAND flash quando hanno incontrato difficoltà nello scalare la NAND bidimensionale, che ha un singolo strato di celle di memoria. La più recente tecnologia 3D NAND flash impila le celle di memoria in strati verticali per ottenere una maggiore densità di archiviazione.

I fornitori di tecnologia continuano anche a lavorare su ulteriori tecnologie di memoria non volatile per ridurre i costi, migliorare le prestazioni, aumentare la densità di archiviazione, aumentare i livelli di resistenza e ridurre il consumo energetico.

Qual è la differenza tra memoria volatile e non volatile?

La memoria volatile è una tecnologia di semiconduttori che richiede un’alimentazione continua per mantenere i dati memorizzati. Esempi importanti di memoria volatile sono la memoria statica ad accesso casuale (SRAM) e la RAM dinamica (DRAM). I produttori a volte aggiungono l’alimentazione a batteria ai dispositivi di memoria volatile per supportare la memorizzazione persistente dei dati.

I sistemi informatici aziendali e client spesso usano una combinazione di tecnologie di memoria volatile e non volatile, e ogni tipo di memoria ha i suoi punti di forza e di debolezza.

Per esempio, la SRAM è più veloce della DRAM, ed è adatta al caching ad alta velocità. La DRAM, un successore della SRAM, è più economica da produrre e richiede meno energia della SRAM in modalità attiva. Un caso d’uso comune per la DRAM è la memorizzazione del codice del programma principale di cui un processore di computer ha bisogno per funzionare.

La NAND flash non volatile è più lenta della DRAM e della SRAM per scrivere e leggere i dati. Tuttavia, la NAND flash è molto meno costosa da produrre rispetto alla DRAM e alla SRAM, rendendo questa tecnologia più adatta per l’archiviazione persistente dei dati nei sistemi aziendali e nei dispositivi di consumo.

NVM vs. NVMe

I termini memoria non volatile e memoria non volatile espressa (NVMe) hanno un suono simile, ma sono separati e distinti nel significato. NVM è una tecnologia di semiconduttori emersa alla fine degli anni ’40, mentre NVMe è un’interfaccia per controller host e un protocollo di archiviazione che un consorzio di fornitori di tecnologia ha iniziato a sviluppare nel 2009.

L’NVM Host Controller Interface Work Group ha pubblicato la specifica 1.0 NVMe il 1° marzo 2011. NVMe è progettato per accelerare il trasferimento di dati tra sistemi host e SSD sul bus PCIe di un computer. NVMe supporta l’uso di diversi tipi di memoria non volatile, come NAND flash e la tecnologia 3D XPoint sviluppata da Intel e Micron.

NVMe è un’alternativa allo standard SCSI (Small Computer System Interface) e allo standard ATA (Advanced Technology Attachment) in uso rispettivamente con le unità SAS e SATA. NVMe usa meno della metà del numero di istruzioni della CPU rispetto ai set di comandi SCSI e ATA. Gli SSD PCIe basati su NVMe offrono una latenza inferiore, maggiori IOPS e un consumo energetico potenzialmente inferiore rispetto agli SSD basati su SAS e SATA.

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