NVME介绍

作者&投稿:亢元 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 步入NVMe的神奇世界,它不仅是host与非易失性内存子系统之间的一座桥梁,更是释放固态存储潜力的关键技术。通过PCIe接口的广泛使用,NVMe在现代硬件中占据了重要地位,无论是PCIE上层驱动还是用户态软件,都离不开它的高效协作。

NVMe接口种类繁多,包括SATA、PCIe X2和PCIe X4,你可以通过 CrystalDiskInfo工具轻松识别。与传统的SATA 3.0相比,NVMe带来了显著的数据吞吐量和I/O性能提升。这其中的奥秘,隐藏在一系列关键术语中,如SGL(Single-Command Group)、CC(Completion Cache)和CSTS(Completion Status Tracking)等,它们共同定义了命令处理、队列管理和中断支持等核心功能。

Controller的寄存器是理解NVMe性能和配置的核心。 Submission Queue (SQ)就像是生产者和消费者之间的信息传递管道,Host通过Tail Doorbell更新,Controller在Head处接收。而Completion Queue (CQ)则扮演着监控SQ状态的角色,CQ Entry的16字节大小,承载着Command Dword 0,与SQEntry的64字节结构类似,但各有其独特的功能。例如,P(Phase Tag)命令标记SQ Tail执行并更新标记,PRP(Physical Memory Page)则是数据传输的直接通道,大小随Host Memory Page (CC.MPS)调整。

Controller Memory Buffer技术通过绕过主机内存,实现直接的Controller-Host数据传输,进一步提升了性能。而在NVMe的行政命令集中,诸如创建IO Submission Queue、识别4K数据响应等功能,都发挥着关键作用。数据结构上,Controller Data Structure定义了控制器的标识符(VID)、序列号等信息,Namespace Data Structure则包含了Namespace的尺寸、能力等关键参数。

NVM Command Set负责对逻辑块区域(512Bytes-4KB)的操作,命令的提交需在Create IO Submission Queue、IO Completion Queue和CSTS.RDY的状态下进行。每个Namespace由多个Controller和逻辑块构成,每个都有唯一的NSID,访问权限则根据控制器的配置有所不同,如图6和图7所示。

NVMe的命令提交与处理过程就像一场精密的交响乐:Host在内存中构建SQEntry,更新Tail Doorbell,随后Controller获取并执行,完成后写入CQ Entry。而Controller则通过生成中断通知Host处理CQ Entry,host确认后更新CQ Head Doorbell。深入理解这一切,不妨参考MdemodulePkg/bus/pci/NvmExpressDxe模块和NVM_Express_1_2_Gold_20141209的NVMe基础规范,那里有更详细的蓝图。


\/proc文件系统的作用
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邙山区13017665276: NVMe(闪存类存储协议) - 搜狗百科
尔政递法: NVME是硬盘新的传输标准,是取代现在的AHCI的. NVMe的优势在于三点:1、更低的延时: NVMe精简了调用方式,执行命令时不需要读取寄存器;而AHCI每条命令则需要读取4次寄存器,一共会消耗8000次CPU循环,从而造成2.5μs的延迟. 2、更高的传输性能 市面上性能不错的SATA接口SSD,在队列深度上都可以达到32,然而这也是AHCI所能做到的极限.但目前高端的企业级PCIe SSD,其队列深度可能要达到128,甚至是256才能够发挥出最高的IOPS性能.而NVMe标准下,最大的队列深度可达64000.此外,NVMe的队列数量也从AHCI的1,提高了64000. 3、更低的功耗控制.

邙山区13017665276: nvme ssd的优势? -
尔政递法: 现在最新的存储接口 M.2 和 SARA-E 接口都是采用的 PCI-E 通道,而 PCI-E 接口发挥最高性能就需要新的 NVMe 标准,所以NVMe SSD比传统固态硬盘延时更低、传输性能更高、功耗控制更低、驱动适用性更广等优势.

邙山区13017665276: NVMe SSD是个啥 -
尔政递法: NVMe其实与AHCI一样都是逻辑设备接口标准.1. NVMe全称Non-Volatile Memory Express,非易失性存储器标准,是使用PCI-E通道的SSD一种规范,NVMe的设计之初就有充分利用到PCI-E SSD的低延时以及并行性,还有当代处理器、平台与应用的并行性. 2. SSD的并行性可以充分被主机的硬件与软件充分利用,相比与现在的AHCI标准,NVMe标准可以带来多方面的性能提升.

邙山区13017665276: NVMe有什么优势?专家入! -
尔政递法: 你好,NVMe全称是:Non Volatile Memory express,走的是PCIE通道,是专门为闪存类存储设计的协议.相对于SCSI接口来说,NVMe具体优势包括:①性能有数倍的提升; ②可降低延迟超过50%; ③NVMe PCIe SSD可提供的IOPs十倍于高端企业级SATA SSD; ④自动功耗状态切换和动态能耗管理功能大大降低功耗; ⑤支持未来十年技术发展的可扩展能力.

邙山区13017665276: SSD中,SATA,m2,PCIE和NVME各有什么意义 -
尔政递法: sata是为了机械硬盘创造的接口; m2是一种能兼容sata模式和nvme模式的硬盘接口; pcie是直接连cpu的接口可以插显卡、声卡、网卡等各种扩展卡; NVMe是一种用于存储设备的接口规范,准确的说是存储设备通信协议,这个协议就好比...

邙山区13017665276: m.2 nvme和m.2的区别 -
尔政递法: M.2 NVME,走的PCIE3.0X4,需要主板支持.而M.2是SATA3协议的,不需要主板支持. 接口也不一样,M.2的接口有两个防呆缺口,而M.2 NVME的只有一个防呆缺口,两者不能通用.

邙山区13017665276: NVMe固态硬盘到底是什么?如何实现 -
尔政递法: 使用启动设备选择菜单选择从U盘启动; 2 到“msdn”网站下载原版windows系统镜像文件(ISO格式); 5开机、更高的传输性能 市面上性能不错的SATA接口SSD,在队列深度上都可以达到32,然而这也是AHCI所能做到的极限. 2NVME是...

邙山区13017665276: 机械硬盘有NVM吗 -
尔政递法: NVme是一种技术规范,不是说硬盘有没有,而是说硬盘支不支持NVme协议,机械硬盘基本没有支持NVme协议的,因为没必要.

邙山区13017665276: 固态硬盘nvme和m2区别 -
尔政递法: 1、协议方面:nvme是一种协议,走的是PCle通道,速度超级快.而普通的M.2 走的是SATA通道,发挥不出M.2的优势,和普通的SATA接口差不多.2、速度方面:走pcie通道的 就是我们说的nvme ,速度快出m.2的10倍.3、接口方面:走sata的速度跟传统sata接口的没区别,就是接口变成了m2的了.走pcie的,就是我们说的nvme接口是m2的,性能也强了.M.2接口有SATA也有NVMe PCIe协议.这个是同一个接口的,但是要看主板支持哪个通道.主板M.2走的是PCIE通道就可以支持M.2

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