បច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកទិន្នន័យ NVMe នៅក្នុងកុំព្យូទ័រចុងក្រោយបង្អស់
បច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកទិន្នន័យកុំព្យូទ័របានវិវត្តយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ។ ខណៈពេលដែលដ្រាយវ៍រឹង (HDD) ធ្លាប់ជាស្តង់ដារ បន្ទាប់មកបានផ្លាស់ប្តូរទៅដ្រាយវ៍រឹង (SSD) ដែលមានមូលដ្ឋានលើ SATA ដែលមានល្បឿនលឿនជាង កុំព្យូទ័រចុងក្រោយបង្អស់ - ទាំងកុំព្យូទ័រយួរដៃ និងកុំព្យូទ័រលើតុ - កំពុងពឹងផ្អែកលើការផ្ទុក NVMe កាន់តែខ្លាំងឡើង។ NVMe (Non-Volatile Memory Express) គឺជាពិធីការទំនាក់ទំនងដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃឧបករណ៍ផ្ទុកទិន្នន័យដែលមានមូលដ្ឋានលើអង្គចងចាំពន្លឺ ជាពិសេស SSD ទំនើបៗដែលភ្ជាប់តាមរយៈ PCI Express (PCIe)។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីអ្វីដែល NVMe ជាអ្វី របៀបដែលវាដំណើរការ គុណសម្បត្តិរបស់វា និងតួនាទីរបស់វានៅក្នុងកុំព្យូទ័រជំនាន់ចុងក្រោយបំផុត។
តើ NVMe ជាអ្វី?
NVMe គឺជាស្តង់ដារចំណុចប្រទាក់ និងជាពិធីការដែលអនុញ្ញាតឱ្យ SSD ទំនាក់ទំនងជាមួយប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។ មិនដូច SATA SSD ដែលប្រើពិធីការ Advanced Host Controller Interface (AHCI) ដែលត្រូវបានរចនាឡើងដំបូងសម្រាប់ HDDs ទេ NVMe ត្រូវបានរចនាឡើងដំបូងសម្រាប់ការផ្ទុកទិន្នន័យដែលមានមូលដ្ឋានលើ flash ដែលផ្តល់នូវភាពយឺតយ៉ាវទាបបំផុត និងភាពស្របគ្នាខ្ពស់។
និយាយឲ្យចំទៅ នៅពេលដែលមនុស្សសំដៅទៅលើ "NVMe SSDs" ជាធម្មតាពួកគេសំដៅទៅលើម៉ូឌុល M.2 ឬកាតបន្ថែមដែលប្រើការតភ្ជាប់ PCIe និងពិធីការ NVMe។ ការតភ្ជាប់ PCIe ផ្តល់នូវ "ផ្លូវហាយវេ" ទិន្នន័យទូលំទូលាយជាង SATA ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានអត្រាផ្ទេរទិន្នន័យលឿនជាងមុនយ៉ាងខ្លាំង។
NVMe ទល់នឹង SATA៖ ភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់បំផុត
ការប្រៀបធៀបទូទៅបំផុតគឺរវាង SATA SSDs និង NVMe SSDs។ SATA SSDs ត្រូវបានកំណត់ដោយចំណុចប្រទាក់ SATA 3 ដែលតាមទ្រឹស្តីមានល្បឿនកំណត់ប្រហែល 6 Gbps (ប្រហែល 550–600 MB/s ក្នុងការអនុវត្ត)។ មាន SATA SSDs ដែលឆ្លើយតបបានល្អខ្លាំងដែលគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់តម្រូវការជាច្រើន ប៉ុន្តែសម្រាប់ល្បឿនកំពូល SATA មានដែនកំណត់បច្ចេកទេសដែលពិបាកយកឈ្នះ។
ផ្ទុយទៅវិញ NVMe SSDs ប្រើប្រាស់ PCIe។ ជាមួយនឹង PCIe ជំនាន់ចុងក្រោយបំផុត ដំណើរការអាចឈានដល់ច្រើនជីហ្គាបៃក្នុងមួយវិនាទី។ ឧទាហរណ៍៖
– NVMe PCIe 3.0 x4 : ជាធម្មតាល្បឿនអានជាបន្តបន្ទាប់ប្រហែល 3.000–3.500 MB/s។
– NVMe PCIe 4.0 x4 : អាចឡើងដល់ 5.000–7.000 MB/s។
– NVMe PCIe 5.0 x4៖ ផលិតផលមួយចំនួនបានឈានដល់ 10.000 MB/s រួចហើយ ឬច្រើនជាងនេះ។
វាមិនត្រឹមតែអំពីលេខល្បឿនលំដាប់លំដោយប៉ុណ្ណោះទេ NVMe ក៏ពូកែខាង IOPS (ប្រតិបត្តិការបញ្ចូល/ទិន្នផលក្នុងមួយវិនាទី) និងភាពយឺតយ៉ាវផងដែរ ដែលមានឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើការឆ្លើយតបរបស់ប្រព័ន្ធនៅពេលបើកកម្មវិធី ផ្ទុកទ្រព្យសកម្មហ្គេម ដំណើរការឯកសារគម្រោង និងធ្វើកិច្ចការច្រើនក្នុងពេលតែមួយ។
ហេតុអ្វីបានជា NVMe លឿនជាង?
មានហេតុផលបច្ចេកទេសជាច្រើនដែលធ្វើឲ្យ NVMe ល្អជាង៖
១. ពិធីការទំនើបជាងមុន
NVMe កាត់បន្ថយបន្ទុកបញ្ជាបើធៀបនឹង AHCI ដែលធ្វើឱ្យការទំនាក់ទំនង CPU-SSD កាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព។
2. ជួរពាក្យបញ្ជាច្រើន និងស្របគ្នា
ជាទូទៅ AHCI មានជួរតែមួយដែលមានជម្រៅកំណត់ ខណៈពេលដែល NVMe អាចគាំទ្រជួរច្រើនដែលមានជម្រៅធំ។ នេះមានន័យថា SSD អាចដោះស្រាយសំណើអាន/សរសេរច្រើនក្នុងពេលដំណាលគ្នាបានកាន់តែប្រសើរឡើង — សំខាន់សម្រាប់បន្ទុកការងារទំនើប។
៣. ការតភ្ជាប់ PCIe ជាមួយនឹងកម្រិតបញ្ជូនទិន្នន័យធំ
PCIe ផ្តល់នូវផ្លូវទិន្នន័យដោយផ្ទាល់ទៅកាន់ CPU/chipset ជាមួយនឹង bandwidth ខ្ពស់។ PCIe ជំនាន់ថ្មីៗពង្រីក bandwidth នោះបន្ថែមទៀត។
៤. ភាពយឺតយ៉ាវទាបជាង
ជាទូទៅ NVMe SSDs មានភាពយឺតយ៉ាវទាបជាង SATA ដូច្នេះកុំព្យូទ័រមានអារម្មណ៍ថា "លឿនជាង" នៅពេលអនុវត្តកិច្ចការតូចៗប៉ុន្តែញឹកញាប់ ដូចជាការផ្ទុកឯកសារប្រព័ន្ធ និងឃ្លាំងសម្ងាត់កម្មវិធី។
ទម្រង់រូបវន្ត៖ កាត M.2, U.2 និង PCIe
នៅលើកុំព្យូទ័រថ្មីៗ NVMe ភាគច្រើនមានទម្រង់ជា៖
– M.2 NVMe
នេះគឺជាទម្រង់ដែលពេញនិយមបំផុត តូច និងដូចដំបង ហើយដោតដោយផ្ទាល់ទៅក្នុងរន្ធ M.2 នៅលើ motherboard ឬកុំព្យូទ័រយួរដៃ។ ជាធម្មតាវាមានទំហំ 2280 (22 mm x 80 mm) ទោះបីជាទំហំផ្សេងទៀតដូចជា 2230 ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់នៅក្នុងឧបករណ៍តូចៗក៏ដោយ។
– U.2 (NVMe ទំហំ 2.5 អ៊ីញ)
គុណសម្បត្តិរបស់វារួមមានសមត្ថភាពធំ និងភាពងាយស្រួលនៃការប្តូរប្រព័ន្ធ (hot-swapping) លើប្រព័ន្ធមួយចំនួន ដែលកើតមានជាទូទៅនៅលើម៉ាស៊ីនមេ ឬស្ថានីយការងារមួយចំនួន។
- កាតបន្ថែម PCIe
SSD រាងដូចកាត ដែលដោតចូលទៅក្នុងរន្ធ PCIe ដូចជាកាតក្រាហ្វិក។ វាត្រូវបានប្រើសម្រាប់កុំព្យូទ័រលើតុ/ស្ថានីយការងារដែលមានដំណើរការខ្ពស់ ឬមានសមត្ថភាពខ្ពស់។
សម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់នៅផ្ទះ M.2 NVMe គឺជាទម្រង់ដែលត្រូវបានរកឃើញជាទូទៅបំផុតនៅក្នុងកុំព្យូទ័រយួរដៃលេងហ្គេម កុំព្យូទ័រយួរដៃ ultrabook ទំនើបៗ និងកុំព្យូទ័រជំនាន់ចុងក្រោយបំផុត។
PCIe ជំនាន់ទី 3, ជំនាន់ទី 4, និងជំនាន់ទី 5: តើមានផលប៉ះពាល់អ្វីខ្លះ?
កុំព្យូទ័រថ្មីៗច្រើនតែគាំទ្រ PCIe Gen 4 ឬ Gen 5។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផលប៉ះពាល់ជាក់ស្តែងលើអ្នកប្រើប្រាស់អាស្រ័យលើការប្រើប្រាស់៖
– ការប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃ (ការចាប់ផ្ដើមប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការ ការបើកកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិត កម្មវិធីការិយាល័យ)៖ ភាពខុសគ្នារវាងជំនាន់ទី 3 និងជំនាន់ទី 4 មិនតែងតែគួរឱ្យកត់សម្គាល់នោះទេ ព្រោះសកម្មភាពជាច្រើនត្រូវបានកំណត់ដោយភាពយឺតយ៉ាវ ដំណើរការចៃដន្យ និងកត្តា CPU/RAM។
– ហ្គេមទំនើប៖ ការផ្ទុកអាចលឿនជាងមុន ជាពិសេសសម្រាប់ហ្គេមដែលត្រូវការទ្រព្យសកម្មធំៗ។ បច្ចេកវិទ្យាដូចជា DirectStorage (នៅក្នុង Windows) ក៏លើកទឹកចិត្តដល់ការប្រើប្រាស់ SSD ល្បឿនលឿនផងដែរ។
– ការបង្កើតខ្លឹមសារ (ការកែសម្រួលវីដេអូ 4K/8K រូបថត RAW គម្រោងអូឌីយ៉ូធំៗ)៖ កម្រិតបញ្ជូនទិន្នន័យខ្ពស់អាចកត់សម្គាល់បាន ជាពិសេសនៅពេលអាន/សរសេរឯកសារធំៗ។
– ការងារវិជ្ជាជីវៈ (ការចងក្រងកូដធំៗ ម៉ាស៊ីននិម្មិត មូលដ្ឋានទិន្នន័យក្នុងស្រុក)៖ NVMe ផ្តល់នូវការកែលម្អយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការឆ្លើយតប និងអត្រាទិន្នផល។
PCIe Gen 5 ផ្តល់នូវល្បឿនលឿនខ្លាំង ប៉ុន្តែជារឿយៗភ្ជាប់មកជាមួយតម្រូវការត្រជាក់ធ្ងន់ធ្ងរជាងនេះ ពីព្រោះ SSDs អាចបង្កើតកំដៅបានច្រើនក្រោមបន្ទុកធ្ងន់។
កំដៅ និង ការគ្រប់គ្រងល្បឿន៖ បញ្ហាប្រឈមនៃ NVMe SSDs
ដំណើរការកាន់តែខ្ពស់ សក្តានុពលនៃការបង្កើតកំដៅកាន់តែខ្ពស់។ អង្គចងចាំ NVMe SSD ល្បឿនលឿនអាចជួបប្រទះនឹងការបន្ថយល្បឿនកម្ដៅ ដែលជាការកាត់បន្ថយល្បឿនដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដើម្បីការពារឧបករណ៍នៅពេលដែលវាឡើងកំដៅខ្លាំង។ ដូច្នេះ បន្ទះមេទំនើបជាច្រើនផ្តល់ជូន៖
– ឧបករណ៍ស្រូបកម្ដៅ M.2 ដែលឧទ្ទិសដល់
- បន្ទះកម្តៅដែលភ្ជាប់មកជាមួយ
– ប្លង់រន្ធ M.2 ដែលគិតគូរពីលំហូរខ្យល់
នៅក្នុងកុំព្យូទ័រយួរដៃស្តើងៗ ការគ្រប់គ្រងកំដៅគឺជាបញ្ហាប្រឈមដ៏ធំមួយ។ ជាធម្មតា អ្នកផលិតពឹងផ្អែកលើបន្ទះត្រជាក់ ឧបករណ៍បំបែកកំដៅ ឬការរចនាខាងក្នុង ដើម្បីរក្សា SSD ឱ្យត្រជាក់។
សមត្ថភាព និងប្រភេទអង្គចងចាំ៖ TLC, QLC និង DRAM Cache
មិនមែន NVMe SSD ទាំងអស់សុទ្ធតែត្រូវបានបង្កើតឡើងដូចគ្នានោះទេ។ កត្តាសំខាន់ៗមួយចំនួន៖
– TLC ទល់នឹង QLC
ជាទូទៅ TLC (Triple-Level Cell) មានភាពធន់ជាង និងផ្តល់នូវដំណើរការដែលមានស្ថេរភាពជាង QLC (Quad-Level Cell) ទោះបីជា QLC ជារឿយៗផ្តល់ជូនតម្លៃទាបជាងក្នុងមួយ GB ក៏ដោយ។ សម្រាប់កម្មវិធីដែលមានតម្រូវការខ្ពស់ TLC គឺជាការពេញចិត្ត។
- ឃ្លាំងសម្ងាត់ DRAM ឬគ្មាន DRAM
ជាធម្មតា SSD ដែលមានឃ្លាំងសម្ងាត់ DRAM ផ្តល់នូវដំណើរការដែលមានស្ថេរភាពជាងមុន ជាពិសេសនៅក្រោមបន្ទុកការងារចៃដន្យ និងនៅពេលដែលដ្រាយចាប់ផ្តើមពេញ។ SSD ដែលគ្មាន DRAM អាចរក្សាល្បឿនបានលឿន ដោយសារបច្ចេកវិទ្យាដូចជា HMB (Host Memory Buffer) ប៉ុន្តែលទ្ធផលអាចប្រែប្រួល។
- ការស៊ូទ្រាំ (TBW)
TBW (តេរ៉ាបៃត៍សរសេរ) បង្ហាញពីការស៊ូទ្រាំក្នុងការសរសេរ។ TBW កាន់តែខ្ពស់ វាកាន់តែស័ក្តិសមសម្រាប់បន្ទុកការងារដែលពឹងផ្អែកខ្លាំង។
ការជ្រើសរើស NVMe មិនត្រឹមតែអំពី “ចំនួន MB/s” នៅលើប្រអប់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏អំពីភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃដំណើរការ និងភាពធន់រយៈពេលវែងផងដែរ។
NVMe នៅក្នុងកុំព្យូទ័រចុងក្រោយបំផុត៖ និន្នាការ និងអត្ថប្រយោជន៍ពិតប្រាកដ
នៅលើកុំព្យូទ័រថ្មីៗ NVMe បានក្លាយជាស្តង់ដារសម្រាប់ហេតុផលជាច្រើន៖
១. ពេលវេលាចាប់ផ្ដើមប្រព័ន្ធ និងការចាប់ផ្តើមកម្មវិធីខ្លីជាងមុន
ប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការ និងកម្មវិធីស្នូលមានអារម្មណ៍ថាលឿនជាងមុន និងឆ្លើយតបបានលឿនជាងមុន។
2. ទំហំតូច
ម៉ូឌុល M.2 អាចឱ្យមានការរចនាកុំព្យូទ័រយួរដៃដែលស្តើងជាងមុន និងតូចជាងមុនដោយមិនបាត់បង់សមត្ថភាព។
៣. គាំទ្រដល់ការងារទំនើបៗ
ហ្គេម កម្មវិធីច្នៃប្រឌិត និងលំហូរការងារវិជ្ជាជីវៈតម្រូវឱ្យមានការចូលប្រើទិន្នន័យលឿន។ NVMe បំពេញតម្រូវការទាំងនេះ។
២. សមត្ថភាពធ្វើមាត្រដ្ឋាន
បន្ទះមេកុំព្យូទ័រលើតុទំនើបៗច្រើនតែផ្តល់នូវរន្ធ M.2 ច្រើន ដែលធ្វើឱ្យវាងាយស្រួលក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវសមត្ថភាពដោយមិនចាំបាច់ប្រើខ្សែបន្ថែម។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
បច្ចេកវិទ្យាផ្ទុកទិន្នន័យ NVMe តំណាងឱ្យការលោតផ្លោះដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងការគណនាទំនើប។ ជាមួយនឹងពិធីការដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់អង្គចងចាំមិនងាយនឹងបង្កជាហេតុ និងការគាំទ្រសម្រាប់ផ្លូវ PCIe ល្បឿនលឿន NVMe ផ្តល់នូវការផ្ទេរទិន្នន័យលឿនជាងមុន ភាពយឺតយ៉ាវទាប និងសមត្ថភាពធ្វើកិច្ចការច្រើនក្នុងពេលតែមួយដែលប្រសើរឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាងការផ្ទុកទិន្នន័យជំនាន់មុនៗ។ សម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់កុំព្យូទ័រថ្មីៗ NVMe មិនមែនគ្រាន់តែជាការកែលម្អដំណើរការស្តង់ដារនោះទេ។ វាគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះដែលធ្វើឱ្យបទពិសោធន៍កុំព្យូទ័រឆ្លើយតបបានកាន់តែរហ័ស - ចាប់ពីការចាប់ផ្ដើមរហូតដល់ការបើកកម្មវិធីរហូតដល់ការចូលរួមក្នុងការងារច្នៃប្រឌិតដែលទាមទារ។ នៅពេលដែលការគាំទ្រ PCIe Gen 4 និង Gen 5 ពង្រីក NVMe នឹងបន្តជាចំណុចកណ្តាលនៃការវិវត្តន៍ដំណើរការផ្ទុកទិន្នន័យនៅក្នុងឆ្នាំខាងមុខ។
