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说到nvme，&ldquo；快速&rdquo；是人们对它的第一印象。由于nvme的出现，硬盘的性能有了很大的提高。nvme到底是什么？
什么是nvme？
Nvme是非易失性存储器express的缩写，翻译成非易失性存储器主机控制器的接口规范。当它第一次投放市场时，许多人认为它只是一款新的更快的SSD。但事实上，nvme是一种基于性能的全新存储协议，它使我们能够充分利用SSD和存储类内存（SCM）的速度。
Nvme是一种高性能、NUMA（非统一内存访问）优化且高度可扩展的存储协议，用于连接主机和内存子系统。Nvme是专为非易失性存储而设计的，如NAND和闪存。Nvme协议基于高速PCIe通道。
nvme的演变
存储技术在过去十年中发生了巨大的变化。随着固态驱动器开始取代机械驱动器作为主要存储设备，我们迫切需要一种新的接口标准来利用更快的速度和功能。传统的SATA接口和AHCI标准实际上是为机械硬盘设计的。早期SSD性能不高。即使使用这些传统的接口和协议，也没有问题。然而，随着SSD性能的逐步提高，传统标准已不再适用，成为制约SSD性能的主要瓶颈。Nvme是第一个真正满足高速存储介质要求的协议。
2009年下半年，NVM express工作组（nvmhci）开始制定nvme规范。NVM express工作组包括90多家公司的成员，Intel是主要领导者，团队成员包括micron、Dell、三星、Marvell、NetApp、EMC、IDT和其他公司。其目的是为SSD建立新的存储规范标准，并将其从旧的SATA和AHCI中解放出来。
2011年，NVME1.0标准正式发布。该标准是根据闪存存储的特点定制的。新标准取消了旧标准对SSD的各种限制。版本1.1、1.2和1.3已于2012年、2014年和2017年发布。目前，最新的nvme 1.4标准已于2019年7月发布。
nvme是如何工作的？
Nvme通过PCIe接口将I/O命令和响应映射到主机的共享内存。Nvme接口支持多核处理器的并行I/O，提高吞吐量，缓解CPU压力。
Nvme提供了一个比SCSI和ATA命令集更简单的命令集来处理I/O请求。Nvme需要的CPU指令比前两个少一半。
nvme的本质是在多台计算机和存储设备之间建立一条路径。Nvme在单个消息队列中支持64000个命令，最多支持65535个I/O队列。相比之下，SAS设备的队列深度通常最多支持队列中的256条命令，而SATA驱动器最多支持32条命令。例如，如果SATA是一条普通车道，一次只能通过32辆车，nvme是一条65535车道的高速公路，每条车道可以通过65535辆车。
nvme的优势
nvme的优点是它可以利用并行数据路径提供更好的加速性能。它使现有应用程序和新应用程序能够更有效地工作。此外，低延迟、低功耗和高兼容性也是nvme的诸多优点之一。
- 低延迟，nvme协议可以通过PCIe通道直接连接到CPU，数据不需要通过SATA等控制器传输到CPU；
- 随着IOPs的大幅提升，nvme可以将最大队列深度从32增加到64000，SSD的IOPs能力也将得到极大提升。
- 功耗更低，nvme增加了自动电源状态切换和动态能耗管理功能；
- nvme SSD兼容性高，可轻松匹配不同平台和系统，无需厂家提供相应的驱动程序即可正常工作。
Nvme也是物联网（IOT）、人工智能（AI）和机器学习（ML）等创新和发展技术和应用的关键驱动力，它们可以从Nvme连接的低延迟和高性能存储中获益。
写在末尾
NVM express Inc.于2016年6月发布了nvme over fabrics（简称nvme of）的1.0版。nvme of的出现是为了将nvme作为存储阵列和前端主机之间连接的通道应用到前端，取代过去的FC和iSCSI。接下来，让我们来看看NVME是什么。
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