NVM  开发于 2008 年至 2011 年，旨在取代串行高级技术附件  (SATA) 和串行连接  SCSI  (SAS) 协议。 与竞争对手相比，NVMe 在延迟和性能方面的改进促进了其他重要技术的发展，包括 物联网 (IoT) 、人工智能 (AI)  和 机器学习 (ML) 。

如今，用户要求应用程序能够比以往任何时候都更快响应。无论用户部署哪种类型的应用程序， NVMe 协议 都旨在提供 下一代 高性能、高带宽 和 低延迟 体验。 NVMe  SSD 主要通过外围组件互连高速 (PCIe) 总线 访问闪存，该总线消除了“中间人”控制器，从而减少了延迟。不过 NVMe 也可以在任何类型的“结构”互连例如光纤通道和以太网上运行以及在以太网、iWarp、RoCEv2、iSER 和 NVMe-TCP 中运行。

与使用 SCSI 协议连接的驱动器相比，NVMe SSD 可以运行 成千上万个并行 命令队列并运行程序，而 SCSI 协议只能部署 单个命令 队列。 连接方式与协议无关；例如，NVMe PCIe 可以通过运行 NVMe 协议的 PCIe 链路连接单个驱动器。

NVMe 专为高性能、非易失性存储介质而构建，非常适合当今要求严格的计算密集型环境，例如图形编辑软件、云计算环境、固件和大型数据库。与 SCSI 相比，NVMe 能够快速高效地处理企业工作负载，且基础架构占用空间更小，功耗更低。

虽然 HDD 是业界首选的数据存储和访问方法，但  SATA  和  SAS 是合适的解决方案。这两种技术都旨在作为 SCSI  存储接口 ，以方便数据传入和传出  HDD。SAS 通过运行 SCSI 协议的 SAS 端口连接单个驱动器，然后连接到 PCIe 链路。SATA 通过运行 ATA 协议的 SATA 端口连接单个驱动器，然后通过 ATA 控制器连接到 PCIe 链路。 

直到最近，大多数  SSD  都使用  SAS  或  SATA  与计算机系统的其余部分连接。但是，随着整个存储行业固态技术的兴起， SAS  和  SATA  变得越来越尴尬，因为它们曾与  HDD一起使用。根据 International Data Corporation (IDC) 2023 年的一份报告， NVMe  旨在加快通过 PCI Express 连接的系统的 数据传输 速度， PCI Express 是一种串行扩展总线，是将计算机连接到一个或多个外围设备的标准配置。¹

除了专为与  SSD 配合使用而设计之外， NVMe 的协议比 SCSI 更加精简，使其成为面向实时应用程序（例如 ML 和 AI）的更好解决方案。随着 云计算 环境的日益普及， NVMe  凭借内置的 高性能 和数据保护功能，也能够很好地支持 混合云 、 多云 和大型机存储环境。

以下是使用 NVMe 存储相对于 SAS 或 SATA 驱动器的一些优势：

提升性能：NVMe 技术可以使用 PCIe 将 SSD 存储直接连接到服务器或中央处理单元 (CPU)。凭借性能的显著提高，对于游戏玩家、视频编辑器和其他需要比 SAS 或 SATA HDD 更高性能的用户来说，NVMe 技术成为了首选数据存储/传输选项。

速度更快：  NVMe 驱动器 可以提供比  SAS  或  SATA  驱动器更高的速度，因为它们可以更快地发送和接收  NVMe 命令 并提供更好的吞吐量。

提高兼容性：NVMe 被广泛视为比 SAS/SATA 更具兼容性的选项，并且随着 AI、ML 和云计算等快速发展的关键技术的发展而经常更新。NVMe 技术可以与所有现代操作系统无缝协作，包括手机、笔记本电脑和游戏机。

改进的带宽：   PCIe 连接比 SAS 或 SATA 端口更宽并且具有更多的带宽。它还随着每一代的改进而改进，带宽是上一代的两倍。SAS 和 SATA 的带宽连接要低得多并且是固定的，因此它们不会随着时间的推移而改进。PCIe 连接脱颖而出的另一个特点是它们在“通道”中可扩展，因此即使在同一代产品中，用户也可以通过两倍的通道数量将带宽加倍。 

要深入了解 NVMe 和 SATA，请查看“NVMe 与 SATA：有什么区别？”

在  SSD  和闪存存储出现之前，所有  HDD  存储系统都使用  SATA 。然而，随着移动应用程序、视频游戏和 AI 等新技术对计算环境的要求不断提高， SATA 的局限性变得越来越明显。具体来说， SATA 的低速度和 低带宽 开始减慢大型数据传输速度，而大 数据传输 对于新应用程序的功能至关重要。

在需要大型 数据传输 而不减慢处理时间的环境中，NVMe 是一种比  SATA  更好的  SSD   数据存储/传输 选项。 NVMe  使  SSD  能够使用  PCIe  总线和 M.2 或 U.2  适配器直接连接到  CPU ，这一点与 SATA 驱动器相同。 NVMe  允许  SSD  直接连接到  CPU  并快速读取和写入大量数据。  

为了实现更高的性能，NVMe 为基于 PCIe 的 SSD 定义了寄存器接口、命令集和功能组。通过 PCIe 总线连接后，NVMe 协议可降低延迟并有助于优化每秒 I/O 操作数 (IOPS)。

NVMe  驱动程序支持多种常见的操作系统 (OS)，包括  Windows、Linux 和 MacOS。此外， NVMe 协议 支持所有类型的 NVM，包括支持  NAND  闪存的  SSD 。最后， NVMe 使用 并行命令队列和“轮询循环”，而不是其前身基于“中断”的设备驱动程序，从而减少延迟和系统开销，并有助于 避免  CPU  瓶颈，例如当显卡工作速度快于底层  CPU 时。  

NVMe SSD 外形尺寸

NVMe 规范的另一个重要区别在于外形尺寸，或者说尺寸、配置和物理设计对与其他设备兼容性的影响程度。最近，存储网络行业协会 (SNIA) 召开会议，建立了企业和数据中心标准外形尺寸 (EDSFF)，为 SSD 技术创建一个商定的行业级框架。

商定的  SSD  标准 外形尺寸为 2.5 英寸，可轻松装入大多数 笔记本电脑 和台式机的驱动器托架，使  NVMe  SSD  与现有技术高度兼容。由于 2.5 英寸驱动器广泛用于消费和商业计算环境，因此对于希望升级系统性能的用户来说，用  NVMeSDD 替换  HDD  非常简单直接。

M.2 NVMe 驱动器

M.2 SSD  是  SSD 中使用的另一种物理 外形尺寸 或 连接器 。虽然该术语经常与  NVMe 互换使用，但它们是不同类型的存储技术。虽然  NVMe SSD  连接到主板上的  PCIe Slot，使 数据传输 速率比竞争对手高得多，但 M.2 驱动器是一种物理 外形尺寸或 连接器 ，可在超薄 笔记本电脑 和平板电脑等功耗受限的小型设备中实现 高性能 存储。

NVMe 和动态随机存取存储器

动态随机存取存储器 (DRAM) 是个人计算机 (PC)、服务器和工作站所依赖的一种广泛使用的随机存取存储器 (RAM)。 NVMe SSD  有  DRAM  和 无 DRAM 两种。  具有DRAM  的 NVMe SSD 比无  DRAM 的 SSD 更昂贵且速度更快，对于照片或视频编辑软件等图形密集型应用程序来说，它们是更好的选择。 无 DRAM 的 NVMe  价格更实惠，速度也更慢，但仍然比  HDD  或  SATA  SSD 快得多，对于不需要运行应用程序的速度或性能的用户来说，它们是不错的选择。