Saat ini, semua orang mulai dari gamer dan editor video hingga eksekutif start-up perangkat lunak yang meluncurkan aplikasi di cloud menuntut solusi yang lebih cepat untuk penyimpanan data. Alasannya sederhana: Teknologi penyimpanan yang lebih baik berarti lingkungan komputasi yang lebih cepat dan berkinerja lebih tinggi. Bagi para gamer, ini berarti lebih sedikit waktu jeda; untuk editor, itu berarti render video yang lebih pendek; dan untuk bisnis, itu berarti mereka dapat menjalankan beban kerja dengan cepat dan lancar di cloud.
Sayangnya, memilih solusi yang tepat bisa sulit. Istilah-istilah yang tidak dikenal, spesifikasi teknis yang rumit dan pilihan potensial yang tampaknya tak ada habisnya, memperkeruh suasana. Untuk membantu mempersempit pilihan dan membantu pengguna menemukan solusi yang tepat untuk kebutuhan mereka, kami akan membahas dua teknologi penyimpanan data paling populer yang tersedia: NVMe dan SATA.
Protokol NVMe dan SATA mendukung SSD, teknologi yang telah menggantikan HDD sebagai standar industri untuk aplikasi konsumen dan profesional serta beban kerja perusahaan selama satu dekade terakhir. Tidak seperti HDD, yang memiliki latensi dan waktu akses yang melekat, SSD mengandalkan memori flash dan tidak memiliki bagian yang bergerak, sehingga jauh lebih cepat.
SSD adalah perangkat penyimpanan berbasis semikonduktor yang mengandalkan memori flash untuk menyimpan data persisten dalam sistem komputer. Tidak seperti penyimpanan magnetik (seperti HDD dan floppy drive) yang menyimpan data menggunakan magnet, solid state drive menggunakan chip NAND, sebuah teknologi penyimpanan non-volatile yang tidak memerlukan daya apa pun untuk mempertahankan datanya. Menurut laporan Gartner baru-baru ini (tautan berada di luar ibm.com), SSD saat ini telah melampaui HDD sebagai standar industri yang lebih disukai untuk beban kerja data terstruktur.
NVMe (non-volatile memory express) adalah protokol akses dan pengangkutan penyimpanan data untuk SSD yang memberikan throughput yang lebih baik dan waktu respons yang lebih cepat daripada pesaingnya. Produk ini dibuat untuk media penyimpanan non-volatile berkinerja tinggi sehingga menjadi solusi terbaik untuk lingkungan komputasi paling menuntut saat ini.
NVMe dapat menerapkan beban kerja perusahaan dengan jejak infrastruktur yang lebih kecil dan daya yang lebih kecil daripada Small Computer System Interface (SCSI) yang banyak digunakan. Drive NVMe dapat memberikan waktu respons yang lebih baik daripada HDD karena adanya peningkatan pada driver perangkat, yang memungkinkan paralelisme dan polling, serta membantu mengurangi latensi untuk menghindari kemacetan CPU.
Teknologi penyimpanan NVMe dirancang untuk menggantikan protokol Serial Advanced Technology Attachment (SATA) dan Serial Attached SCSI (SAS) yang menjadi standar industri hingga diperkenalkannya NVMe pada tahun 2011. Selain peningkatan kapasitas penyimpanan data dan teknologi transfer, NVMe juga berkontribusi terhadap pengembangan teknologi penting lainnya yang berkembang sekitar waktu yang sama, termasuk Internet of Things (IoT), kecerdasan buatan (AI), dan machine learning (ML).
Salah satu perbedaan terpenting antara SSD NVMe dan SSD SATA adalah SSD NVME menggunakan bus Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) untuk mengakses penyimpanan flash. Fitur ini memungkinkan SSD NVMe untuk menghapus pengontrol “perantara”, membantu mengurangi latensi. Namun, NVMe juga dapat berjalan pada semua jenis interkoneksi 'fabric'—seperti Fibre Channel dan Ethernet—dan dalam Ethernet, iWarp, RoCEv2, iSER, dan NVMe-TCP.
Tidak seperti drive yang menggunakan protokol SCSI, yang hanya dapat menggunakan satu antrean perintah, SSD NVMe dapat menjalankan puluhan ribu antrean perintah paralel sekaligus. Dengan SSD NVMe, metode koneksi tidak bergantung pada protokol; misalnya, konektor PCIe NVMe dapat mengakses satu drive melalui tautan PCIe yang menjalankan protokol NVMe.
M.2 SSD adalah faktor bentuk atau konektor yang digunakan dalam SSD. Meskipun istilah ini sering digunakan secara bergantian dengan NVMe, namun keduanya merupakan jenis teknologi penyimpanan yang berbeda. Meskipun NVMe dipasang ke slot PCIe pada motherboard, sehingga meningkatkan kecepatan transfer datanya, SSD NVMe m.2 merupakan faktor bentuk fisik yang memungkinkan penyimpanan berkinerja tinggi pada perangkat kecil dan hemat daya, seperti laptop dan tablet ultra tipis.
Selama satu setengah dekade terakhir, SATA (Serial Advanced Technology Attachment) telah menjadi antarmuka yang paling populer untuk memindahkan data antara papan sirkuit komputer dan perangkat penyimpanan internal atau eksternal. Hingga saat ini, hampir semua desktop dan laptop mengandung perangkat keras yang kompatibel dengan SATA. Namun, dengan semakin populernya SSD dan perkembangan teknologi NVMe yang secara khusus dirancang untuk SSD, popularitas SATA mulai berkurang dalam beberapa tahun terakhir.
SATA dirilis pada tahun 2003 sebagai penyempurnaan dari Parallel Advanced Technology Attachment (PATA), sebuah standar industri untuk floppy disk internal, HDD, dan drive disk optik. Ketika spesifikasi protokol SATA pertama kali dipublikasikan pada tahun 2003, segera terlihat bahwa protokol ini memiliki beberapa keunggulan utama dibandingkan antarmuka PATA, termasuk yang berikut ini:
Namun, salah satu keunggulan SATA masih dimiliki dibandingkan NVMe adalah kompatibilitasnya dengan perangkat keras yang lebih lama. HDD SATA dan SSD terhubung ke motherboard melalui perangkat keras pengontrol. Dalam konfigurasi paling sederhana (mode IDE), hard drive yang terhubung dapat dikenali sebagai perangkat PATA. Hal ini memungkinkan kompatibilitas yang lebih baik dengan sistem yang lebih lama, tetapi dengan penurunan kinerja ketika drive SATA dalam mode IDE.
Jika kompatibilitas dengan perangkat yang lebih tua bukan merupakan persyaratan, pengguna dapat mengatur pengontrol SATA ke mode Advanced Host Controller Interface (AHCI) untuk performa yang lebih baik. Mode AHCI juga dapat mendukung antarmuka eksternal dan hot swapping drive, yaitu melepas dan memasang drive tanpa harus mematikan daya.
Mode SATA lainnya, mode Redundant Array of Independent Disks (RAID), menawarkan lapisan perlindungan data tambahan dengan memberikan kemampuan kepada pengguna untuk menyimpan salinan data yang sama di lokasi yang berbeda, seperti beberapa HDD atau SSD.
SATA eksternal (eSATA) adalah fitur penting lainnya dari teknologi SATA yang menyediakan dukungan untuk drive eksternal melalui zona plug-in tertentu yang disebut port. eSATA lebih cepat daripada pesaingnya dan kompatibel dengan banyak teknologi drive disk yang ada, seperti HDD, floppy drive, drive yang dapat dilepas, Blu-ray, CD-ROM, dan DVD. Ada banyak kegunaan umum untuk drive eSATA, termasuk pengeditan video dan audio dan pencadangan data.
Dalam perbandingan langsung, di mana hanya kecepatan dan performa yang menjadi pertimbangan, protokol NVMe jauh lebih unggul daripada SATA. Sementara SATA didesain sebagai antarmuka penyimpanan SCSI untuk memfasilitasi transfer data secara khusus ke dan dari HDD, NVMe didesain secara khusus untuk digunakan dengan SSD yang menggunakan teknologi flash.
Menurut laporan International Data Corporation (IDC) 2023 (tautan berada di luar ibm.com), NVMe dirancang untuk mempercepat transfer data ke sistem yang terhubung melalui PCI express (PCIe) - bus ekspansi serial yang merupakan standar untuk menyambungkan komputer ke satu atau beberapa perangkat periferal.
Karena perbedaan desainnya, NVMe lebih siap daripada SATA untuk memanfaatkan soket PCIe dan mentransfer data antara penyimpanan dan CPU. Ketika HDD masih menjadi standar industri untuk menyimpan dan mengakses data, SATA masuk akal, tetapi ketika SSD mulai menjadi lebih populer, NVMe dengan cepat menjadi pilihan yang lebih baik bagi sebagian besar pengguna. Selain itu, protokol NVMe yang ramping membuatnya lebih cocok daripada SATA untuk aplikasi real-time seperti ML dan AI, yang telah melonjak popularitasnya dalam beberapa tahun terakhir. NVMe juga memiliki posisi yang baik untuk mendukung lingkungan penyimpanan hybrid cloud, multicloud , dan mainframe karena kinerja tinggi dan perlindungan data bawaannya.
Namun, masih ada beberapa contoh di mana SATA masuk akal bagi pengguna tertentu. Misalnya, SATA masih lebih terjangkau daripada NVMe, meskipun popularitas SSD NVMe menurunkan harganya. Berikut perbandingan kedua teknologi berdasarkan kemampuannya.
SSD NVMe dapat memberikan kecepatan dan performa yang jauh lebih tinggi daripada SSD SATA karena SSD ini dapat mengirim dan menerima perintah NVMe dengan lebih cepat dan memberikan throughput yang lebih baik. Sementara SSD NVMe menggunakan PCIe untuk menyambungkan penyimpanan SSD secara langsung ke server atau unit pemrosesan pusat (CPU), SSD SATA menggunakan antarmuka bus Serial ATA Express yang lebih lambat.
Koneksi PCIe yang digunakan NVMe lebih besar dan memiliki bandwidth lebih banyak daripada port SATA. Selain itu, setiap generasi PCIe menggandakan bandwidth generasi sebelumnya. Di sisi lain, SATA memiliki koneksi bandwidth yang lebih rendah daripada PCIe dan bersifat tetap, sehingga koneksinya tidak membaik dengan generasi yang bersamaan. Koneksi PCIe juga lebih terukur daripada SATA karena menggunakan "jalur" yang memungkinkan pengguna untuk menggandakan bandwidth dalam generasi yang sama.
Salah satu fitur NVMe yang paling penting adalah kemampuannya untuk menjalankan operasi bersamaan sekaligus pada beberapa thread, yang dikenal sebagai paralelisme. SSD NVMe memiliki kedalaman antrian 64.000, sementara SATA hanya dapat mendukung 32 permintaan I/O dalam antrian kapan saja. NVMe menggunakan antrean perintah paralel dan 'polling loop', bukan driver perangkat berbasis 'interupsi' seperti pendahulunya, sehingga mengurangi latensi dan overhead sistem.
Ketika berbicara tentang teknologi yang lebih baru, seperti AI, ML, dan cloud, NVMe merupakan opsi yang jauh lebih kompatibel daripada SATA karena dikembangkan secara paralel dengan teknologi tersebut pada periode waktu yang sama. Teknologi NVMe dapat bekerja dengan lancar di semua sistem operasi modern, termasuk ponsel, laptop, dan konsol game. Namun, dalam hal kompatibilitas dengan teknologi lama (seperti HDD), banyak perangkat lama yang mendukung SATA tidak kompatibel dengan NVMe karena perangkat tersebut tidak memiliki koneksi yang diperlukan untuk soket PCIe NVMe.
Meskipun NVMe dan SATA telah menjadi lebih terjangkau dalam beberapa tahun terakhir, SSD SATA masih agak lebih terjangkau. Misalnya, drive SATA Samsung 1TB 2,5 inci harganya sedikit di atas USD 100, sedangkan setara NVMe harganya sekitar USD 170 (saat artikel ini ditulis). Harga untuk SSD kelas perusahaan bahkan lebih bervariasi dan sering kali mencapai ribuan. Meskipun NVMe telah menjadi standar industri untuk beban kerja perusahaan, SSD SATA masih banyak digunakan pada rakitan PC alih-alih HDD karena jauh lebih cepat.
Pilihan antara NVMe dan SATA tergantung pada kebutuhan pengguna. Untuk PC, SATA tak terbantahkan menghadirkan opsi yang lebih murah jika pengguna bersedia menerima kecepatan yang lebih rendah. Untuk kebutuhan bisnis di tingkat perusahaan, manfaat penggunaan NVMe semakin sulit untuk diabaikan, bahkan dengan adanya kenaikan harga. Berikut adalah beberapa contoh aplikasi dunia nyata dari kedua teknologi:
Bagi banyak pengguna, SSD SATA cukup cepat untuk memenuhi kebutuhan penyimpanan dan transfer data sehari-hari mereka. Pada titik harga yang lebih rendah — setidaknya untuk saat ini — mereka tetap menjadi pilihan yang menarik. Namun, di tingkat perusahaan, NVMe dengan cepat menjadi standar industri.
IBM Storage FlashSystem 5200 menyediakan penyimpanan yang ringkas dan kuat bersama dengan semua manfaat yang ditawarkan penyimpanan NVMe. Sebagai bagian dari keluarga IBM Storage FlashSystem, 5200 menyatukan manajemen data di seluruh core, cloud, dan edge, dan didesain dengan faktor bentuk 1U yang revolusioner. 5200 membantu perusahaan mencapai kecepatan, kinerja, dan skalabilitas yang lebih tinggi dari solusi penyimpanan data mereka.
Jelajahi IBM Storage FlashSystem 5300