NVMe SSD高速传输的背后 原理竟然是这样

闪存技术发展到如今，想必大家对固态硬盘已经足够熟悉，固态硬盘发展到今天各类别的定位差已经十分明显。

市面上主流的消费级基本有大容量主打性价比的SATA、mSATA SSD，以及主打高性能的NVMe M.2 SSD。

大约从2015年开始，NVMe这个词开始被各大科技媒体重视起来，也正是从这个时间开始有更多的台式机主板、笔记本电脑开始搭载支持PCI-E总线标准的M.2插槽，这就让读写更高速的NVMe M.2 SSD有了用武之地。

随着个人存储数据量的不断增加，传统AHCI标准的SATA SSD已经跟不上消费者的性能需求，高端SSD领域几乎已经成为了走PCI-E通道的M.2 NVMe SSD的天下。

那么什么是NVMe呢，它对于使用它的SSD有哪些优势呢？

NVMe为何能够如此之快

NVMe是一项相对较新的存储技术，专为SSD而生，早在2011年就已经出现1.0版本。

它与传统的SATA SSD相比最直观的提升就是性能翻倍。那NVMe是如何实现如此巨大的性能提升呢，今天小编就来为大家科普。

走SATA的SSD会被连接到南桥的SATA port上，因为其仅支持传统的AHCI协议。

我们要知道AHCI只有1个命令队列，如果此时有大量的文件操作需求，便会出现拥堵的现象。

而支持NVMe传输协议的SSD直接走PCIe，并且NVMe的队列数量达到了惊人的五位数，它让电脑和固态硬盘之间的通路大大增加，因此能够充分利用这个优势，大大降低了延迟，进而实现了数倍于SATA SSD的性能。

NVMe优势所在

低延时

NVMe标准与AHCI标准相比首先就是更低的延时。

因为这个标准是面向PCI-E SSD而生的，因此可以与CPU直连从而免去了AHCI与SAS接口的外置控制器（PCH）与CPU通信所带来的延时。

在调用方式上，NVMe并不需要读取寄存器，而AHCI则需要读取4次，所以进一步降低延时。

高IOPS

由于传统的AHCI设置原因，所以IOPS性能不高。而NVMe SSD队列深度一般可以提升到64000以上，所以IOPS能力也会得到大幅提升。

低功耗

NVMe加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能，在Power State 0状态下你的SSD闲置时间达到50ms后便可以切换到Power State 1状态，在Power State 1状态下闲置时间达到500ms后，进入功耗更低的Power State 2状态。

所以，与现在主流的AHCI SSD相比，NVMe在功耗方面的优势也十分明显。

未来发展趋势

在NVMe传输协议没有普及前，市场上就出现了PCIe通道的M.2接口形态的固态银盘，但受限于传输协议的原因，仅可以实现SATA SSD 6Gbps的性能。

而低延时的NVMe加上无延时的PCIe通道背书，可以直接连接CPU提高通道带宽，能够让固态硬盘的性能得到进一步提升，所以NVMe协议的M.2 SSD未来势必稳坐高性能SSD的宝座。