NVMe против SSD против серверов HDD: поймите разницу и выберите подходящее хранилище для вас



Самая сложная часть выбора нового сервера, будь то выделенный сервер или виртуальный частный сервер, — это выбор правильного оборудования, которое будет соответствовать вашим потребностям. Если вы похожи на большинство людей, то вы стараетесь приобрести максимальное количество ядер ЦП в рамках своего бюджета. Вы также проверяете, сколько оперативной памяти вы получите. Вы опасаетесь, что у вас достаточно места для хранения. Но есть один важный элемент, о котором многие забывают — тип хранилища.
Не все диски одинаковы. Существует огромная разница в цене и производительности между хранилищами NVMe, SSD и HDD. В этой статье мы расскажем вам о различных типах накопителей, чтобы вы могли выбрать лучший для себя.

HDD, SSD, NVMe: от вращающихся пластин до молниеносного экспресс-накопителя
HDD: жесткие диски

Самый старый из них, жесткие диски (HDD), — единственный из трех, в основе которых лежат движущиеся части — вращающиеся пластины и движущиеся иглы, записывающие данные на разные секторы металлического диска. Сама технология восходит к 50-м годам, когда ее представила IBM. Хотя они самые дешевые в списке, они также самые медленные, когда дело доходит до операций чтения-записи. Большинство жестких дисков не могут превышать максимальную скорость S-ATA II ~ 270 МБ / с. Жесткий диск — идеальное решение, если вы хотите хранить свои данные за минимально возможные деньги. Но вам придется подождать еще при чтении / записи данных. Хотя они и медленнее, они по-прежнему популярны. Наши клиенты все еще могут столкнуться с жесткими дисками в Storage VPS или при настройке выделенных серверов.

Емкость хранилища сильно различается, но большинство дисков колеблются от сотен гигабайт до нескольких терабайт. В случае виртуальных экземпляров Contabo предлагает пространство на жестком диске от 300 ГБ.
Домашних пользователей иногда беспокоит чувствительность жестких дисков к внешним ударам или резким движениям. Но в случае центров обработки данных это не проблема, потому что серверы крепятся к стойкам или полкам и не перемещаются.

SSD: твердотельные накопители
Этот новый тип хранилища не содержит подвижных частей, поскольку он основан на флеш-памяти. Это та же технология, которую вы, возможно, знаете по USB-накопителю. Хотя сама технология хранения отличается, она по-прежнему использует тот же интерфейс подключения к материнской плате. Между диском и материнской платой по-прежнему должен быть контроллер S-ATA. Скорость чтения-записи SSD значительно выше, чем у HDD, так как она может достигать 550 Мб / с.

Компактный размер драйверов SSD имеет огромное значение как для персональных компьютеров, так и для центров обработки данных. Твердотельные накопители идеально подходят для ноутбуков и других устройств с ограниченным пространством. Внедрение SSD позволило разместить больше отдельных дисков на одном физическом сервере. Хотя это улучшение не обязательно увеличивает емкость хранилища, оно полезно с точки зрения избыточности и конфигурации RAID. По этой причине SSD является стандартным типом хранилища для центров обработки данных. В Contabo вы можете найти твердотельные накопители в наших высокопроизводительных серверах VPS, VDS или «голых железах». А соотношение цены и мощности? SSD находится где-то посередине между HDD и NVMe. Хотя есть исключения, как этот диск от Nimbus за 40 000 долларов и емкостью 100 ТБ.

NVMe: энергонезависимая память Express
Представленный в 2013 году новый привод «Express» является самым быстрым из доступных на рынке. Подобно твердотельным накопителям, это тип флэш-памяти, в которой нет движущихся частей. «NVM» означает энергонезависимую память, память, которая может хранить ваши данные даже после отключения питания. Он по-прежнему использует ту же архитектуру, что и SSD, но подключается напрямую к материнской плате через разъем PCI Express. Отсюда строчная буква «е» в конце.

Он может работать со скоростью до 32 ГБ / с, если принять во внимание новейшее соединение PCIe 4.0 и 16 отдельных линий. Тем не менее, NVMe еще далек от своего полного потенциала. Contabo предлагает накопители NVMe для всех типов серверов, в частности для VPS, VDS и выделенных серверов.


Почему именно NVMe намного быстрее своих предшественников?
Вкратце: поскольку он основан на более быстром интерфейсе PCIe, между накопителем и материнской платой нет посредника. Он также может обрабатывать намного больше команд одновременно.

Архитектура
Поскольку технология SSD на основе флэш-памяти стала широко распространенной, пользователи получили большую выгоду от более быстрой передачи данных. Тем не менее, они зависели от старого интерфейса S-ATA. Им по-прежнему приходилось использовать контроллер S-ATA (или SAS) для связи с процессором и материнской платой. Затем в 2007 году инженерам Intel пришла в голову блестящая идея подключить тот же SSD-накопитель к материнской плате с помощью слота PCI Express, который в то время преимущественно использовался для подключения графических карт, звуковых карт или дополнительных сетевых карт.

В результате новый тип хранилища не требует контроллера S-ATA (SAS) и может напрямую связываться с материнской платой. Вдобавок ко всему, использование PCIe позволяет NVMe использовать несколько линий. Дорожки подключают PCIe к материнской плате. Каждая из линий использует два провода для отправки и два для одновременного приема информации, следовательно, больший потенциал для более быстрого обмена.


Глубина очереди и одновременные задачи
NVMe не только не нуждается в контроллере S-ATA или SAS, но и значительно улучшил структуру команд. В то время как SSD работает только с 1 очередью команд, NVMe одновременно использует 64k ​​командных очередей. И хотя твердотельные накопители могут отправлять только 32 команды на одну очередь, NVMe отправляет до 64 тысяч команд на КАЖДУЮ очередь! NVMe допускает большее количество очередей команд, что означает, что он может обрабатывать намного больше команд одновременно. В то время как операции чтения / чтения SSD ожидают своей очереди, NVM выполняет множество различных задач одновременно.

Глубина очереди особенно важна для клиентов, которые запускают сложные веб-приложения, такие как крупная электронная коммерция или приложение SaaS. Затем все приложение можно разделить на различные микросервисы, которые обрабатываются независимо друг от друга. Например, подумайте о магазине электронной коммерции. Каждый клиент генерирует строку запросов к базе данных и операций чтения-записи, просто просматривая веб-сайт. Не говоря уже о процессе оформления заказа. Во всех этих операциях участвует хранилище, и количество операций ввода-вывода в секунду заметно влияет на качество обслуживания клиентов. NVMe может обрабатывать больше этих задач по отдельности и с большой скоростью, что позволяет снизить задержку.

В целом NVMe работает значительно быстрее с такими рабочими нагрузками, как:
  • Хостинг веб-сайтов — чтобы посетители вашего веб-сайта получали более быстрое время отклика
  • Приложения SaaS — чтобы пользователи вашего программного обеспечения могли более плавно просматривать ваше приложение
  • Приложение базы данных — чтобы вы могли быстрее собирать и восстанавливать данные
  • Программное обеспечение для электронной коммерции — страницы товаров будут загружаться быстрее, а значит, меньше людей покинет ваш сайт.
  • Видео файлы — при редактировании или экспорте видео файлов вы сэкономите массу времени.

Вот впечатляющая статистика от одного из самых известных производителей хранилищ данных Kingston. Как видно на картинке, у традиционных твердотельных накопителей задержка намного выше. Другими словами, сервер, на котором работает база данных MySQL, работает намного лучше. Чем больше потоков вы запускаете одновременно, тем важнее разница.


Резюме: 3 причины, почему NVMe так быстр
  • Нет контроллера: между материнской платой и накопителем нет контроллера SAS или S-ATA, который замедлил бы обмен данными.
  • Глубина очереди: благодаря улучшенной структуре команд NVMe намного лучше справляется с различными задачами одновременно.
  • Несколько полос: стандарт PCI Express предлагает несколько полос, до 16, что значительно повышает производительность
Покупка нового хранилища
В предыдущей части мы описали технологические различия между всеми типами хранилищ. Давайте кратко обсудим практическую сторону на случай, если вы все еще сомневаетесь, какой из них купить:

HDD: лучшее соотношение цена / качество
Если ваш единственный критерий — это доллары за ГБ, тогда вы можете просто выбрать проверенные жесткие диски. Несмотря на то, что они медленные, они обладают достаточной емкостью для всех типов рабочих нагрузок. Идеально, если вам нужно где-то припарковать данные в качестве резервной копии.
Чтобы показать вам, насколько недорогие серверы с жесткими дисками, давайте взглянем на один из наших самых популярных VPS для хранения данных: VPS 700. За 10,99 доллара в месяц вы получите диск емкостью 700 ГБ. Отличное недорогое решение, если вам не нужен сверхбыстрый доступ к данным, поэтому вы не возражаете против более низкой скорости чтения / записи.

NVMe: когда скорость — король
NVMe — безусловно, самое быстрое хранилище на рынке. Разница настолько ошеломляющая, что вся операционная система становится заметно более отзывчивой при установке поверх NVMe. Как было сказано в предыдущем разделе, NVMe имеет значение для рабочих нагрузок, таких как приложения SaaS или системы баз данных. Отдельные большие файлы также передаются намного быстрее, что делает его популярным вариантом для видеоредакторов.

Если вам нужно запускать приложения, в которых скорость является ключевым фактором, выбирайте NVMe. Например, VPS S, оснащенный NVMe, предлагает вам быстрое хранилище всего за 4,99 евро / 6,99 долларов США.

SSD: универсальный универсал
По производительности SSD-накопитель находится где-то посередине. Хотя они не могут конкурировать со скоростью NVMe, в целом они предлагают гораздо больше хранилища по той же цене.

Например, вы можете приобрести наш VPS S, оснащенный SSD, и получить в 4 раза больше места для хранения по той же цене, что и диск NVMe с такой же емкостью.

Подведение итогов
В этой статье мы объяснили все три доступных в настоящее время типа хранилища: HDD, SSD и NVMe. Хотя в жестких дисках по-прежнему используются вращающиеся диски, два других типа не содержат движущихся частей. Мы также объяснили, что NVMe — это тип памяти SSD, но он использует другой тип интерфейса.


NVMe настолько быстр, потому что вся его инфраструктура отличается от SSD или HDD. Отсутствие контроллера между диском и материнской платой ускоряет передачу данных. Кроме того, благодаря большой глубине очереди NVMe может обрабатывать гораздо больше команд одновременно. Нет сомнений в том, что в обозримом будущем NVMe станет стандартным типом хранилища. Преимущества очевидны — гораздо меньшая задержка благодаря более быстрой, чем у большинства распространенных SSD, инфраструктуре.

На данный момент хранилище NVMe остается значительно дороже стандартных твердотельных накопителей. Мы рекомендуем вам рассмотреть возможность их приобретения, если вы запускаете ресурсоемкие веб-приложения или регулярно работаете с большими видеофайлами. Помимо этого, твердотельные накопители и жесткие диски по-прежнему являются вполне жизнеспособными вариантами для многих случаев использования.

contabo.com

1 комментарий

stdex
Тема не раскрыта вообще.

1. Mysql oltp test — чем объясняется, то что на 2-4 threads у sata выигрышь почти в 30%?
Какой тогда смысл в этом всем, если у меня нагрузка в 5-10 requests per second?

2. К чему этот маркетинговый bullshit? Написали бы как есть — если вы не пишите постоянно на диск, то вам не нужен NVMe.

3. Почему ничего не написано про SSD Cached?
Весьма популярная тема (например у RackNerd), если хочется и скорость и объем одновременно.
HDD это вообще то ещё и SATA3 6 Gb/s

3. По самому contabo:
— пишите например 4 vCores, Fast NVMe, 8 GB RAM — почему нельзя указать vendor проца/NVM и тип памяти?
— можете дать сравнение вашего железа (конкретно с benchmark), например VPS L (8 vCPU Cores 30 GB RAM 200 GB NVMe — €14.99 / month) и сопоставимого по характеристикам у hetzner (CX51 — €35.58 / month). Откуда берется такая разница в ценах? У вас что OpenVZ?

Оставить комментарий