Pamięć nieulotna (NVMe) to technologia półprzewodnikowa, która nie wymaga ciągłego zasilania w celu zachowania danych lub kodu programu przechowywanego w urządzeniu komputerowym.
Producenci systemów używają różnych typów układów pamięci nieulotnej do różnych celów. Na przykład, jeden typ NVM może przechowywać kod programu kontrolera dla urządzeń takich jak dyski twarde (HDD) i napędy taśmowe. Inny typ NVM jest powszechnie stosowany do przechowywania danych w dyskach półprzewodnikowych (SSD), dyskach USB i kartach pamięci w aparatach cyfrowych, telefonach komórkowych i innych urządzeniach.
Pamięć półprzewodnikowa zazwyczaj wykorzystuje odmianę pamięci nieulotnej znaną jako NAND flash. Dyski SSD nie mają ruchomych części i są w stanie osiągać wyższą wydajność niż adresowane mechanicznie dyski twarde i taśmy, które wykorzystują głowicę do odczytu i zapisu danych na magnetycznych nośnikach pamięci. Dyski SSD podłączone bezpośrednio do procesora komputera za pośrednictwem magistrali PCI Express (PCIe) oferują mniejsze opóźnienia niż dyski SSD oparte na interfejsie Serial-Attached SCSI (SAS) lub Serial Advanced Technology Attachment (SATA), podłączane do zewnętrznych kieszeni na dyski.
Typy pamięci nieulotnej
Do odczytu i zapisu danych w systemach korporacyjnych i konsumenckich używa się obecnie wielu rodzajów pamięci nieulotnej, a każdy z nich ma zalety i wady.
Producenci stale rozwijają technologie NAND flash w celu obniżenia kosztu jednego bitu. Wprowadzili oni technologię 3D NAND flash, gdy napotkali trudności w skalowaniu dwuwymiarowej pamięci NAND, która ma pojedynczą warstwę komórek pamięci. Nowsza technologia 3D NAND flash układa komórki pamięci w pionowych warstwach, aby osiągnąć większą gęstość zapisu.
Wydawcy technologii kontynuują również prace nad dodatkowymi technologiami pamięci nieulotnej, aby obniżyć koszty, poprawić wydajność, zwiększyć gęstość zapisu, podnieść poziom wytrzymałości i zmniejszyć zużycie energii.
Jaka jest różnica między pamięcią lotną a nieulotną?
Pamięć lotna to technologia półprzewodnikowa, która wymaga ciągłego zasilania, aby zachować przechowywane dane. Sztandarowymi przykładami pamięci lotnej są statyczna pamięć o dostępie swobodnym (SRAM) i dynamiczna pamięć RAM (DRAM). Producenci czasami dodają zasilanie bateryjne do urządzeń pamięci lotnej w celu wsparcia trwałego przechowywania danych.
Systemy komputerowe klasy korporacyjnej i klienckiej często wykorzystują kombinację technologii pamięci lotnej i nielotnej, a każdy typ pamięci ma swoje mocne i słabe strony.
Na przykład pamięć SRAM jest szybsza niż DRAM i dobrze nadaje się do szybkiego buforowania. DRAM, następca SRAM, jest tańszy w produkcji i wymaga mniej energii niż SRAM w trybie aktywnym. Częstym zastosowaniem pamięci DRAM jest przechowywanie głównego kodu programu, który jest potrzebny procesorowi komputerowemu do działania.
Nieulotna pamięć NAND flash jest wolniejsza od DRAM i SRAM w zapisie i odczycie danych. Jednakże, NAND flash jest znacznie tańsza w produkcji niż DRAM i SRAM, co sprawia, że technologia ta lepiej nadaje się do trwałego przechowywania danych w systemach biznesowych i urządzeniach konsumenckich.
NVM vs. NVMe
Pojęcia pamięć nieulotna i pamięć nieulotna ekspresowa (NVMe) brzmią podobnie, ale są odrębne i różne w znaczeniu. NVM to technologia półprzewodnikowa, która pojawiła się pod koniec lat 40. ubiegłego wieku, natomiast NVMe to interfejs kontrolera hosta i protokół pamięci masowej, który konsorcjum dostawców technologii zaczęło opracowywać w 2009 r.
Grupa robocza NVM Host Controller Interface Work Group opublikowała specyfikację 1.0 NVMe 1 marca 2011 r. NVMe ma na celu przyspieszenie transferu danych między systemami hosta a dyskami SSD za pośrednictwem magistrali PCIe komputera. NVMe obsługuje różne rodzaje pamięci nieulotnej, takie jak NAND flash i technologia 3D XPoint opracowana przez firmy Intel i Micron.
NVMe jest alternatywą dla standardu Small Computer System Interface (SCSI) i Advanced Technology Attachment (ATA), stosowanych odpowiednio w dyskach SAS i SATA. NVMe wykorzystuje mniej niż połowę liczby instrukcji procesora niż zestawy poleceń SCSI i ATA. Dyski PCIe SSD oparte na NVMe oferują niższe opóźnienia, wyższy IOPS i potencjalnie niższe zużycie energii niż dyski SSD oparte na SAS i SATA.