Hace unas semanas estuve conversando por chat con un ex colega sobre las distintas nubes empresariales que existen en el mercado. Estábamos listando características de almacenamiento (storage) y en una parte lee "ah, y acá dice NVMe. ¿Qué es NVMe?" y yo respondí así
Disculpe profesor cerebrón. Hace años eché a perder mi PcChips flasheándole mal la bios con un diskete y yo creo que sé como explicar lo que es un NVMe.
Así que de esa conversa con mi ex colega me surgió la idea de explicar en fácil que es el NVMe en un nuevo capítulo de la saga Tech Boomers, explicaciones en fácil para gente que necesita ir a comprar y que el gordo de la tienda de hardware no se ría en tu cara cuando se lo vayas a pedir.
Explicación en fácil
En cuanto a rendimiento de almacenamiento, el NVMe es lo mejor de lo mejor que puedes encontrar hoy para tu computador o notebook MUY por sobre un SSD estándar y más aún sobre un disco duro. ¿Quieres lo mejor en rendimiento? Compra un NVMe.
Explicación con más vueltas
El almacenamiento en los computadores están asociados fuertemente a los discos duros. Un disco duro es básicamente un plato de metal que tiene surcos con información binaria que la lee una aguja y si queremos más rendimiento tenemos que hacer que el plato de metal gire más rápido. Es verdad que hay otros mecanismos para hacer que un disco duro mecánico entregue un poco más de rendimiento (caché, meter datos de acceso más frecuente en los surcos de la orilla, etc) pero básicamente siempre la idea es que el disco de vueltas más rápido: aumentar las revoluciones por minuto o RPM. De esa manera actualmente el mercado tiene discos de 5400RPM, 7200RPM , 10000 RPM y 15000 RPM (aguante los Seagate Cheetah).
Estado Sólido
Mientras el resto de los componentes del computador avanzaban a pasos agigantados en el incremento de poder, los discos duros (el componente mecánico) iban retrasando el rendimiento general de los sistemas. En eso aparecen los SSD, Unidades de Estado Sólido, que son bloques de celdas que se escriben eléctricamente y que dan un rendimiento muy superior al disco duro más rápido.
Nota ñoña: está mal dicho "disco ssd" pues el ssd NO ES UN DISCO. Simplemente debes decir "Unidad de Estado Sólido". Lo nenciono para que evites que el gordo de la tienda de hardware te corrija si es que lo dices mal.
La comparación en rendimiento teórico es más o menos así:
| HDD 5400RPM SATA | 75 MB/s |
| HDD 7200RPM SATA | 100 MB/s |
| HDD 10000RPM SATA | 200 MB/s |
| Unidad de Estado Sólido SATA | 600 MB/s |
Estos valores son teóricos y sólo los obtendrás en bajada, en línea recta, sin lomos de toro con viento a favor y todos los semáforos en verde. En el mundo real te enfrentarás a lecturas aleatorias que hacen sufrir mucho a los discos tradicionales porque al ser un plato debe ser recorrido físicamente, mientras que el SSD sufre menos porque la ubicación física del bloque no es tema.
M.2 , cuestión de tamaño
Seguramente varios de ustedes han comprado SSD tradicional para instalarlo en su computador. El SSD tradicional es por fuera idéntico en tamaño a un disco duro tradicional, mismos conectores, así que el reemplazo es muy sencillo. El disco duro tradicional es un plato y no es tan simple reducir su tamaño, pero el SSD es un elemento electrónico que es más fácil miniaturizarlo y paff, nació el M.2.
M.2 es un "formato". Puedes encontrar SSD en tamaño 2,5 o M.2 con la precaución de saber que tienen distintos conectores y es posible que tu computador o noteboook no soporte el conector M.2.
Disco Duro tradicional en formato 2,5 bus SATA y una unidad SSD M.2 bus SATA.
y acá un dato importante: hoy en día la conexión de un disco duro o SSD en formato "grande" usa en bus de conexión SATA y las unidades M.2 pueden usar el bus SATA o el bus PCI Express.
Qué pasó SATA, antes eras chévere
Como vimos en el recuadro anterior, una unidad SSD tradicional puede llegar a ofrecer una transferencia de hasta 600 MB/s. Esos MegaBytes deben ir al procesador por el bus SATA, que tiene un límite teórico de 6 GigaBites por segundo o 768 MegaBytes por segundo, MB/s. Como ven, los 600 MB/s que puede dar un SSD tradicional están muy cerca del límite del bus SATA y considerando que entre el valor teórico y real siempre hay un margen que se utiliza para otro tipo de comunicaciones que no implican leer/escribir datos, se podría decir que el SSD ya tocó techo. No hay espacio de mejora en transferencia.
PCI Express, here comes a new Challenger
En la arquitectura del computador hay buses que mueven datos entre componentes. El bus SATA, el bus PCI Express, el bus USB, el bus AGP
, son canales de datos con distintas características.Y así como el bus SATA en su versión 3 puede dar hasta 768 MB/s, el bus PCI Express en su versión 4.0 en configuración 4x tiene un máximo teórico de 7.500 Mb/s. Si, como lo leen, casi 10 veces más que el bus SATA 3.
Nota: Si, el bus PCI Express también se utiliza para tarjetas de video de alto rendimiento, perifericos y casi cualquier cosa que se te ocurra. Es el trabajador ideal.
Ahora que hay un canal lo suficientemente rápido que soporte altas tasas de transferencia se puede tener una unidad con módulos NAND ultra rápidos y controladoras muy eficientes que permitan mover brutales cantidades de datos en milisegundos.
Para que los SSD se puedan comunicar por el bus PCI Express se tuvo que crear un protocolo especial de comunicación, y ese protocolo se llamó NVMe que significa Non-Volatile Memory Express. Es un protocolo específicamente diseñado para almacenamiento y que gracias al bus PCI Express va directamente conectado al procesador sin tener que pasar por intermediarios como el bus SATA.
CPU a NVMe tiene comunicación directa por las lineas PCIe, mientras que para SATA, debe pasar por un controlador antes del CPU
En estricto rigor NVMe es el nombre de un protocolo de almacenamiento pero en el barrio se entiende el NVMe como "un SSD que se conecta al bus PCI Express".
Volvamos al M.2
Habíamos quedado en que hay unidades M.2 que van por el bus SATA y otras que van por el bus PCI Express, los NVMe. ¿y cómo puedes evitar equivocarte al comprar? Pues mirando la especificación del producto, obvio, pero de todas maneras físicamente la diferencia está en que la mayoría de SATA tienen dos muescas en los conectores y los PCI Express (NVMe purasangre) tienen solamente una muesca. Ahora, siempre está el fabricante "innovador" que puede colocar sacar un M.2 sata con una sola muesca (en cualquiera de sus extremos) y funcionar, pues tanto Key M como Key B (asi se llama cuando "cortas" pines a la derecha o izquierda respectivamente) soportan SATA.
¿Un M.2 SATA rinde más que un SSD tradicional cuadradito?
La diferencia en rendimiento de un M.2 SATA y un SSD SATA tradicional es prácticamente nula porque al final el cuello de botella está en el bus SATA, así que la enseñanza es que una unidad M.2 rectangular no necesariamente es más rápida que un SSD tradicional cuadradito.
¿y el NVMe como anda?
En mediciones realizadas en análisis propios de Capa9 se detectó que una unidad NVMe en lecturas secuenciales es casi 7 veces más rápido que un SSD tradicional mientras que en los accesos aleatorios sigue siendo mejor un NVMe pero con menor diferencia.
Yo el año pasado le cambié un SSD tradicional a mi notebook por un NVMe y créanme que la diferencia SE NOTA incluso en procedimientos rutinarios como la carga de Windows al inicio. Imagínense lo que haría por ustedes para cargar mapas grandes de juegos o trabajar con mapas o imágenes grandes.
En los ránkings de rendimiento de sistemas de almacenamiento de Capa9, el usuario con la unidad SSD tradicional más rápida alcanza los 564MB/s, la unidad NVMe más lenta comienza desde 833MB/s, y la unidad NVMe más rápida llega a los 7011MB/s. Usain Bolt terminando la carrera mirando para atrás.
Una operación trivial como duplicar un directorio pesado, en un NVMe de entrada duplica lo que se lograría con un SATA, teniendo tanto lectura como escritura a ~670 MB/s en simultaneo, sobre la misma unidad
Antes de comprar, revisar.
Hoy en día el NVMe es ya un estándar en notebooks y placas madre (y por qué no mencionarlo, en servidores como el que dio origen a la conversa con mi ex colega) y si tienes un computador o placa madre adquirida en los últimos dos años es muy posible que tengas el conector M.2 para instalar una unidad NVMe.
En una placa madre
y en un notebook
¿Cómo saber qué unidad NVMe puedes comprarle a tu computador o notebook?
Siempre puedes ver las especificaciones pero también los fabricantes de SSD y NVMe te dicen qué puedes instalarle a tu equipo. Por ejemplo si ingresas el modelo de tu placa madre o notebook en Kingston te dirá algo como esto:
Los buses de conexión de los sistemas de almacenamiento
Los módulos M.2 compatibles con esos buses
ojo que dentro de los NVMe hay "velocidades" y hoy en día puedes encontrar hasta PCIe NVMe versión 4.0 x 4, lo que te significa mejor rendimiento potencial. Es más caro un NVMe PCIe 4.0 que un NVMe PCIe 3.0 pero el rendimiento top lo vale.
Y eso ha sido todo por ahora, queridos lectores. Espero que este barniz de aburri-conocimiento les sirva para cuando vayan a compra, y también para que mi amigo sepa que el almacenamiento NVMe de la nube de Azure puede ser más de 10 veces más rápido que el SSD tradicional.
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