NVM express dikembangkan dari tahun 2008 hingga 2011 untuk menggantikan protokol Serial Advanced Technology Attachment (SATA) dan Serial Attached SCSI (SAS). Peningkatan latensi dan kinerja NVMe dibandingkan para pesaingnya berkontribusi pada pengembangan teknologi penting lainnya, termasuk Internet of Things (IoT), kecerdasan buatan (AI), dan pembelajaran mesin (ML) .

Saat ini, pengguna menuntut waktu respons yang lebih cepat dari aplikasi mereka. Protokol NVMe dibangun untuk menghadirkan pengalaman generasi berikutnya, kinerja tinggi, bandwidth tinggi, dan latensi rendah, apa pun jenis aplikasi yang diterapkan pengguna. SSD NVMe mengakses penyimpanan flash terutama melalui bus Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) yang menghilangkan pengontrol “perantara”, sehingga mengurangi latensi. Namun, NVMe juga dapat berjalan pada semua jenis interkoneksi “fabric”—seperti Fibre Channel dan Ethernet— dan dalam Ethernet, iWarp, RoCEv2, iSER, serta NVMe-TCP.

SSD NVMe dapat menjalankan puluhan ribu antrean perintah paralel dan menjalankan program pada kecepatan yang lebih tinggi daripada drive yang terhubung menggunakan protokol SCSI, yang hanya dapat menggunakan antrean perintah tunggal. Metode koneksi tidak bergantung pada protokol; misalnya, NVMe PCIe dapat menyambungkan satu drive melalui tautan PCIe yang menjalankan protokol NVMe.

NVMe dibuat untuk media penyimpanan non-volatil berkinerja tinggi, sehingga cocok untuk lingkungan yang menuntut komputasi intensif saat ini seperti perangkat lunak pengeditan grafis, lingkungan komputasi awan, firmware, dan basis data besar. NVMe menangani beban kerja perusahaan dengan cepat dan efisien dengan jejak infrastruktur yang lebih kecil dan daya yang lebih kecil daripada SCSI.

Sementara hard drive (HDD) adalah metode yang disukai industri untuk menyimpan dan mengakses data, SATA dan SAS adalah solusi yang tepat. Kedua teknologi dirancang sebagai antarmuka penyimpanan SCSI untuk memfasilitasi transfer data ke dan dari HDD. SAS menghubungkan satu drive melalui port SAS yang menjalankan protokol SCSI yang kemudian terhubung ke tautan PCIe. SATA menghubungkan satu drive melalui port SATA yang menjalankan protokol ATA melalui pengontrol ATA yang kemudian terhubung ke tautan PCIe. 

Hingga saat ini, sebagian besar SSD menggunakan SAS atau SATA untuk terhubung dengan sistem komputer lainnya. Namun, dengan meningkatnya teknologi solid-state di seluruh industri penyimpanan, SAS dan SATA menjadi semakin tidak cocok, karena keduanya dirancang untuk digunakan dengan HDD. Menurut laporan International Data Corporation (IDC) 2023, NVMe dirancang untuk mempercepat transfer data ke sistem yang terhubung melalui PCI express, bus ekspansi serial yang standar untuk menghubungkan komputer ke satu atau beberapa perangkat periferal. (2) 

Selain fakta bahwa NVMe dirancang khusus untuk digunakan dengan SSD, protokol NVMe lebih ramping daripada SCSI, sehingga teknologi ini menjadi solusi yang lebih baik untuk aplikasi real-time, seperti ML dan AI. Dengan semakin populernya lingkungan komputasi awan, NVMe juga berada di posisi yang tepat untuk mendukung lingkungan penyimpanan hybrid cloud, multicloud, dan mainframe karena kinerja dan perlindungan data bawaannya yang tinggi. 

Berikut adalah beberapa manfaat menggunakan penyimpanan NVMe dibandingkan drive SAS atau SATA:

Kinerja yang lebih baik: Teknologi NVMe dapat menggunakan PCIe untuk menyambungkan penyimpanan SSD secara langsung ke server atau unit pemrosesan pusat (CPU). Peningkatan kinerja yang nyata ini telah menjadikan teknologi NVMe sebagai pilihan penyimpanan/transfer data yang lebih disukai oleh para gamer, editor video, dan pengguna lain yang membutuhkan kinerja lebih tinggi daripada yang dapat ditawarkan oleh HDD SAS atau SATA.

Kecepatan yang lebih tinggi: Drive NVMe dapat memberikan kecepatan yang jauh lebih tinggi daripada drive SAS atau SATA karena dapat mengirim dan menerima perintah NVMe dengan lebih cepat dan memberikan throughput yang lebih baik.

Peningkatan kompatibilitas: NVMe secara luas dianggap sebagai opsi yang lebih kompatibel daripada SAS/SATA dan sering diperbarui saat berkembang bersama teknologi kritis dan bergerak cepat seperti AI, ML, dan komputasi cloud. Teknologi NVMe dapat bekerja secara mulus dengan semua sistem operasi modern, termasuk ponsel, laptop, dan konsol game.

Bandwidth yang lebih baik: Koneksi PCIe jauh lebih luas dan memiliki bandwidth yang lebih besar daripada port SAS atau SATA. Teknologi ini juga meningkat seiring munculnya setiap generasi, dengan menggandakan bandwidth generasi sebelumnya. SAS dan SATA memiliki koneksi bandwidth yang jauh lebih rendah dan bersifat tetap, sehingga tidak mengalami peningkatan seiring berjalannya waktu. Fitur lain yang membuat koneksi PCIe berbeda adalah bahwa koneksi ini dapat diskalakan dalam "jalur," sehingga bahkan dalam generasi yang sama, pengguna dapat menggandakan bandwidth dengan dua kali lipat jumlah jalur. 

Untuk mengetahui lebih jauh tentang NVMe dan SATA, kunjungi " NVMevs SATA: Apa bedanya?

Hingga munculnya SSD dan penyimpanan flash, SATA digunakan dengan semua sistem penyimpanan HDD. Namun, karena aplikasi seluler, video game, dan teknologi baru seperti AI meningkatkan tuntutan pada lingkungan komputasi, keterbatasan SATA menjadi jelas. Secara khusus, kecepatan dan bandwidth SATA yang rendah mulai memperlambat transfer data besar yang merupakan kunci fungsionalitas aplikasi baru.

NVMe diciptakan sebagai opsi penyimpanan/transfer data yang lebih baik daripada SATA untuk SSD di lingkungan yang membutuhkan transfer data dalam jumlah besar tanpa memperlambat waktu pemrosesan. NVMe memungkinkan SSD untuk terhubung langsung ke CPU menggunakan bus PCIe dan adaptor M.2 atau U.2 - sama dengan drive SATA. NVMe memungkinkan SSD terhubung langsung ke CPU dan membaca serta menulis data dalam jumlah besar dengan cepat.  

Untuk mencapai kinerja yang lebih tinggi, NVMe mendefinisikan antarmuka register, kumpulan perintah, dan kelompok fitur untuk SSD berbasis PCIe. Setelah tersambung melalui bus PCIe, protokol NVMe memfasilitasi latensi yang lebih rendah dan membantu mengoptimalkan operasi I/O per detik (IOPS).

Driver NVMe mendukung berbagai jenis sistem operasi (OS) populer, termasuk Windows, Linux, dan MacOS. Selain itu, protokol NVMe mendukung semua jenis NVM, termasuk SSD berkemampuan flash NAND. Terakhir, NVMe menggunakan antrean perintah paralel dan "polling loop" daripada driver perangkat berbasis "interupsi" pendahulunya, sehingga mengurangi latensi dan kelebihan biaya sistem serta membantu menghindari kemacetan CPU, seperti saat kartu grafis bekerja lebih cepat daripada CPU yang mendasarinya.   

Faktor bentuk SSD NVMe

Pembeda penting lainnya dari spesifikasi NVMe adalah faktor bentuknya, atau bagaimana ukuran, konfigurasi, dan desain fisik memengaruhi kompatibilitasnya dengan perangkat lain. Baru-baru ini, Storage Networking Industry Association (SNIA) mengadakan pertemuan untuk membentuk Enterprise and Datacenter Standard Form Factor (EDSFF) untuk menciptakan kerangka kerja yang disepakati di seluruh industri untuk teknologi SSD.

Faktor bentuk standar yang disepakati untuk SSD adalah 2,5 inci, yang dengan mudah masuk ke dalam ruang drive sebagian besar laptop dan desktop, sehingga SSD NVMe menjadi sangat kompatibel dengan teknologi yang ada. Karena drive 2,5 inci banyak digunakan di lingkungan komputasi konsumen dan komersial, mengganti HDD dengan NVMesDD jadi sederhana dan mudah bagi pengguna yang ingin meningkatkan kinerja sistem mereka.

Drive m.2 NVMe

SSD M.2 adalah faktor bentuk fisik atau konektor lain yang digunakan pada SSD. Meskipun istilah ini sering digunakan secara bergantian dengan NVMe, namun keduanya merupakan jenis teknologi penyimpanan yang berbeda. Meskipun SSD NVMe dipasang ke PCIeslot pada motherboard, sehingga memberikan kecepatan transfer data yang jauh lebih tinggi daripada kompetitornya, drive m.2 merupakan faktor bentuk fisik, atau konektor, yang memungkinkan penyimpanan berkinerja tinggi di perangkat kecil dan hemat daya seperti laptop dan tablet ultra tipis.

NVMe dan memori akses acak dinamis

Memori akses acak dinamis (DRAM) adalah jenis memori akses acak (RAM) yang banyak digunakan yang diandalkan oleh komputer pribadi (PC), server, dan workstation. SSD NVMe hadir dalam varian DRAM dan tanpa DRAM. SSD NVMe dengan DRAM lebih mahal dan lebih cepat daripada SSD tanpa DRAM, dan merupakan pilihan yang lebih baik untuk aplikasi intensif grafis seperti perangkat lunak pengeditan foto atau video. NVMe tanpaDRAM lebih terjangkau dan lebih lambat, tetapi masih jauh lebih cepat daripada HDD atau SSD SATA, sehingga menjadikannya pilihan yang baik bagi pengguna yang tidak membutuhkan kecepatan atau kinerja tinggi untuk aplikasi yang mereka jalankan.