NVMe دربرابر SATA؛ كدام نوع SSD براي شما مناسب‌تر است؟

درحال‌حاضر انواع متعددي از حافظه‌هاي SSD در بازار وجود دارند كه از مشهورترين آن‌ها مي‌توان به SATA 3 و NVMe اشاره كرد. اگر قصد خريد حافظه‌ي SSD براي كامپيوتر شخصي يا سرورهاي خود را داشته باشيد، قطعا با اين اصطلاحات آشنا شده‌ايد. همه‌ي متخصصان از جزئيات و تفاوت‌هاي متخصص انواع حافظه‌ي SSD اطلاع ندارند. در اين مطلب اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران تلاش مي‌كنيم تا شباهت‌ها و تفاوت‌هاي انواع حافظه‌ي SSD خصوصا SATA و NVMe را مقايسه كنيم. پيش از هر چيز توصيه مي‌كنيم مطلب كامل راهنماي خريد SSD و هاردديسك را مطالعه كنيد.

در ابتداي مقاله اشاره‌اي به كليت مفهوم SSD و دليل محبوبيت آن در ميان توليدكننده‌هاي كامپيوتر شخصي و لپ تاپ خواهيم داشت. در سال‌هاي اخير، تمامي توليدكننده‌ها تلاش كرده‌اند تا به‌جاي هارد درايوهاي سنتي مكانيكي، از درايوهاي SSD استفاده كنند و مصرف‌كننده‌ها نيز پيش‌ازپيش به اين حافظه‌هاي پرسرعت علاقه‌مند شده‌اند. درواقع هارد درايوهاي سنتي به‌خاطر قطعات متحرك، محدوديت‌هاي زيادي داشتند كه از مهم‌ترين آن‌ها مي‌توان به سرعت پايين اشاره كرد.

هارددرايوهاي سنتي، عملكردي شبيه به دستگاه‌هاي ضبط و پخش كاست داشتند. در آن دستگاه‌ها شاهد يك ديسك متحرك به‌همراه يك لنز در بخش هدر هستيم كه اطلاعات را در زمان گردش ديسك از روي آن مي‌خواند. همان بخش هدر، عمليات نوشتن روي ديسك را نيز انجام مي‌دهد.

هارد ديسك‌هاي سنتي (HDD) از صفحات چرخان مغناطيسي براي ذخيره داده استفاده مي‌كردند

سرعت خواندن و نوشتن هاردهاي سنتي، به سرعت گردش ديسك اصلي آن‌ها (7,200RPM، 5,400 RPM و غيره) ارتباط دارد. به‌خاطر همين وابستگي، سرعت خواندن و نوشتن داده در HDD محدود مي‌شود. به‌علاوه، زمان انتظار براي حركت كردن هدر نيز باعث ايجاد تأخير در فرايندهاي نوشتن و خواندن مي‌شود. همه‌ي اين موارد، باعث شدند تا حافظه‌هاي ذخيره‌سازي سريع‌تر موسوم به SSD متولد شوند.

SSD مخفف Solid State Drive به‌معناي درايو حالت جامد است و در دسته‌ي حافظه‌هاي ذخيره‌سازي بدون قطعات متحرك جاي مي‌گيرد. SSDها از تراشه‌هاي نيمه‌هادي براي نوشتن و دسترسي به حافظه بهره مي‌برند. SSD آرايه‌اي عظيم از قطعات نيمه‌هادي دارد كه در حالت شارژ يا دشارژ هستند. كامپيوتر، حالت مذكور را به‌‌صورت صفر و يك خوانده و به اطلاعات قابل فهم تبديل مي‌كند. نكته‌ي جذاب در حافظه‌هاي SSD اين است كه سلول‌ها وضعيت شارژ و دشارژ خود را پس از خاموش شدن دستگاه نيز حفظ مي‌كنند و درنتيجه اطلاعات از بين نمي‌رود.

كامپيوترهاي مجهز به حافظه‌هاي SSD به‌لطف فناوري فلش به‌كاررفته در آن‌ها توانايي خواندن و نوشتن اطلاعات را با سرعتي بسيار بيشتر دارند. همان‌طور كه در ابتداي مقاله گفته شد، امروز انواع متعددي از حافظه‌هاي مذكور در بازار وجود دارد كه SATA 3 و NVMe از مشهورترين آن‌ها هستند. اين درايوها از آرايه‌هاي مشابه نيمه‌هادي بهره مي‌برند كه در بالا توضيح داديم؛ اما ظرفيت‌ها و توانايي‌هاي آن‌ها با هم تفاوت دارد.

نمونه SSD در فرم‌فاكتور ۲.۵ اينچي با رابط SATA

بسياري از SSDها به‌قدري سريع هستند كه تنها عامل محدودكننده‌ي سرعت آن‌ها، شيوه‌ي اتصال به كامپيوتر است. كامپيوترهاي شخصي (روميزي و لپ تاپ) از دو نوع اتصال براي ارتباط درايو ذخيره‌سازي با قطعات ديگر بهره مي‌برند: SATA 3 و NVMe.

اتصال‌هاي SATA 3 تركيب دوگانه‌اي از كابل داده و برق را از SSD به مادربرد كامپيوتر شامل مي‌شوند. پروتكل Serial ATA‌ يا SATA ارزان‌ترين و مرسوم‌ترين رابط SSD در صنعت محسوب مي‌شود. ازطرفي حتي جديدترين نسل اين پروتكل نيز عمري بيش از ۱۰ سال دارد و سرعت انتقال آن حداكثر به ۶ گيگابيت‌برثانيه مي‌رسد. ساتا از پروتكل قديمي Advanced Host Controller Interface يا AHCI براي اتصال زيرسيستم‌‌‌هاي حافظه/پردازنده‌ي مركزي بهره مي‌برد. پروتكل AHCI ابتدا براي درايوهاي مجهز به قطعات متحرك (HDD) توسعه يافت و در راهكارهاي سريع‌تر، محدوديت‌هايي دارد. ازطرفي SATA محدوديت‌هاي مقياس‌پذيري هم دارد و در متخصصدهاي سروري با محدوديت استفاده‌ از حداكثر ۶ دستگاه SATA، آن‌چنان مناسب نيست.

خطوط يا لين‌هاي PCI-E، خطوط انتقال داده در مادربرد هستند. در تعداد اين مسيرها، محدوديت‌هايي وجود دارد و پورت‌ها و درگاه‌هاي متنوع، خطوط متنوعي دراختيار دارند. در مادربردهاي مرسوم جديد بسته به نوع قطعه‌‌اي كه قرار است به آن متصل شود شاهد درگاه‌هايي مانند x1, x2, x4, x16 هستيم؛ درگاه تعبيه شده در مادربردها براي حافظه‌هاي با فرم‌فكتور M.2 عموما در مادربردهاي جديد از نوع x4 و سازگار با نسل سوم PCIe هستند كه حداكثر سرعت انتقال داده‌ي اسمي ۳.۹۴ گيگابايت بر ثانيه را به ارمغان مي‌آورد. ممكن است درگاه شما از نوع x2 باشد پس حتما براي استفاده‌ي حداكثري از توانايي حافظه‌ي خود بايد به اين مسئله توجه كنيد.

براي درك بهتر تفاوت انتقال داده توسط درگاه‌هاي مبتني بر PCIe و SATA به اين مثال توجه كنيد؛ خودرو را به‌عنوان اطلاعات در انديشه متخصصين بگيريد كه قرار است از يك مبدا به يك مقصد برسند؛ درگاه ساتا همانند يك خيابان با يك مسير عبود خودرو، درگاه‌هاي مبتني بر PCIe نيز همانند آزادراهي براي اين خوردها محسوب مي‌شوند. SATA همانند آنچه در مطالعه حافظه‌هاي سري ۸۶۰ سامسونگ اشاره كرديم محدودكننده‌ي پتانسيل‌هاي اين حافظه‌ها بودند به اين معني كه NAND‌ها و كنترلر توان بيشتري از آنچه در عمل ارائه مي‌كنند دارند. 

نكته‌ي مهم اين است كه استفاده از پتانسيل يك قطعه به متخصصي وابستگي مستقيم دارد؛ به اين معني كه ممكن است متخصصي شما ساده‌تر از آن باشد كه پيوسته به انتقال داده با سرعت بالا نياز داشته باشيد؛ براي مثال در تست‌هاي انجام شده توسط اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران در مطالعه حافظه‌ها مشاهده كرديم در زمان لودينگ بازي‌ها تفاوت بين نمونه‌هاي SATA و NVMe چندان فاحش نيست كه ارزش را توجيه كند. در طرف مقابل برتري سرعت NVMe در متخصصدهايي همچون ويرايش ويدئوها و تصاوير حجيم ممكن است ملموس‌تر باشد. فهرست زير، تفاوت انواع حافظه را در سرعت خواندن/نوشتن نشان مي‌دهد:

• هارد درايو 7,200RPM: ميانگين سرعت خواندن/نوشتن ۸۰ تا ۱۶۰ مگابايت‌برثانيه
• SATA 3 SSD: سرعت خواندن/نوشتن تا حداكثر ۵۵۰ مگابايت‌برثانيه
• NVMe SSD: سرعت خواندن/نوشتن تا حداكثر ۳،۵۰۰ مگابايت‌برثانيه

در مقايسه‌ي بالا، دو روش يا پروتكل براي خواندن و نوشتن داده را در SSD مقايسه كرديم. يكي از آن‌ها از خطوط PCIe استفاده مي‌كند و ديگري با ارتباط كابلي به مادربرد متصل مي‌شود. اصطلاح ديگري در دنياي درايوهاي حالت جامد وجود دارد كه به‌نام M.2 شناخته مي‌شود. اين اصطلاح، عبارتي براي توضيح فرم‌فاكتور فيزيكي درايو است. درايو‌هاي M.2 انواع نازكي از درايوهاي SSD هستند كه در تصوير زير نمونه‌اي از آن‌ها را مشاهده مي‌كنيد. درواقع آن‌ها پروتكل جديدي به فهرست اضافه نمي‌كنند و انواع درايوهاي M.2 با اتصال SATA يا NVMe در بازار وجود دارد.

تصوير بالا نمونه‌اي از حافظه‌ي M.2 مبتني بر SATA است و تصوير زير نيز يك درايو SSD از نوع NVMe را نشان مي‌دهد.

درايوهاي M.2 لاخبار تخصصيا سريع‌تر از درايوهاي ديگر نيستند. ازطرفي آن‌ها اغلب به‌خاطر فرم‌فاكتور نازك‌تر از پروتكل NVMe بهره مي‌برند كه ذاتا اتصالي سريع‌تر به‌همراه دارد. درنهايت مصرف‌كننده در زمان خريد درايو M.2 بايد به پروتكل اتصال آن نيز دقت كند. همان‌طور كه در تصوير نيز مشاهده مي‌كنيد حافظه‌هاي M.2 مبتني بر SATA عموما دو زبانه‌ي ۵ و ۶ پيني در دو طرف زبانه‌ي اصلي دارد اما حافظه‌ي مبتني بر PCIe يك زبانه‌ي ۵ پيني دركنار يك زبانه‌ي بزرگ و اصلي دارد. 

پيش از اين در اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران به‌تفصيل به معرفي حافظه‌هاي NVMe و انواع آن پرداخته و براي مطالعه تفاوت عملكرد انواع مختلف، بنچمارك‌هاي متعددي اجرا كرده بوديم. نتايجي كه در جدول زير مشاهده مي‌كنيد به‌خوبي تفاوت دو نوع NVMe در كلاس‌هاي مختلف، تفاوت SATA و NVMe و تفاوت بين هاردديسك‌ها و حافظه‌هاي SSD را مشخص مي‌كنند.

همان‌طور كه مشاهده مي‌كنيد، SSD‌هاي NVMe سرعت بسيار بيشتري در تست‌هاي اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران نسبت به نمونه‌هاي SATA داشتند. البته ممكن است محصولاتي از هر سه نوع حافظه وجود داشته باشند كه عملكردي بهتر يا پايين‌تر از سطح گفته‌شده داشته باشند، اما مقادير ذكرشده در جدول‌هاي فوق به‌صورت ميانگين درانديشه متخصصين گرفته شده است.

*تمامي بنچمارك‌هاي ذكرشده در اين جدول با نرم‌افزار HD Tune Pro و توسط اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران اجرا كرده است.

اگر به‌عنوان مصرف‌كننده به‌دنبال ارتقا ذخيره‌سازي كامپيوتر شخصي از هارد درايوهاي سنتي هستيد، هر دو پروتكل NVMe و SATA 3 بهبود سرعت قابل‌توجهي را به‌همراه خواهند داشت. ازطرفي درايوهاي NVMe ارزش بالاتري دارند و باتوجه‌به گران‌تر بودن ذاتي درايوهاي SSD، انتخاب آن‌ها نياز به مطالعه عميق‌تر متخصصد نهايي دارد. همان‌طور كه گفته شد، درايو NVMe براي انتقال فايل‌هاي حجيم كارايي بالايي دارد. اگر چنين كارايي از درايو ذخيره‌سازي كامپيوتر خود نياز نداريد، خريد انواع SATA 3 مقرون‌به‌صرفه‌تر خواهد بود چون با ارزش برابر، حافظه‌ي ذخيره‌سازي بيشتري را ارائه مي‌كنند.

در متخصصي‌هاي گيمينگ، درايوهاي SATA 3 و NVMe كارايي تقريبا يكساني نشان مي‌دهند؛ از اين رو اگر متخصصي اصلي شما بازي است احتمالا نمونه‌هاي SATA جوابگو باشند. در زمان نگارش اين مقاله ارزش حافظه‌هاي NVMe تقريبا ۵۰ درصد گران‌تر از نمونه‌هاي SATA است ولي باتوجه‌به روند شركت‌ها در توجه بيشتر به نمونه‌‌هاي NVMe و تجهيز لپ‌تاپ‌ها و مادربردهاي جديد به درگاه‌هاي M.2 با همراهي NVMe احتمالا شاهد نزديك‌تر شدن ارزش اين دو نوع محصول خواهيم بود.

• آيا تمام حافظه‌هاي M.2 سريع هستند؟ارتباطي بين سرعت و فرم‌فكتور فيزيكي M.2 وجود ندارد؛ تفاوت سرعت به SATA و NVMe حافظه‌ي M.2 بستگي دارد. 
• تفاوت سرعت انتقال اطلاعات در PCIe x2 و PCIe x4 چه ميزان است؟x2 حداكثر سرعت نامي ۱.۹۶۹ گيگابايت بر ثانيه و x4 حداكثر ۳.۹۴ گيگابايت بر ثانيه را ارائه مي‌دهد؛ حتما پيش از خريد حافظه به نوع درگاه مادربرد و حافظه‌‌اي كه خريداري مي‌كنيد توجه داشته باشيد.
• آيا از ظاهر درگاه امكان تشخيص SATA يا PCIe بودن حافظه وجود دارد؟بله. ازطريق شمارش تعداد پين‌هاي درگاه يا حافظه (مطابق تصوير مقاله) امكان تشخيص وجود دارد.
• آيا ممكن است درگاه حافظه SSD كامپيوتر شما از نوع x4 نباشد؟بله. برخي از مادربردها به دليل محدوديت‌هايشان درگاه حافظه‌هاي M.2 با x2 (دو لين) دارند؛ به اين معني كه احتمالا سرعت انتقال داده‌ي شما نصف ميزان اعلامي توسط شركت يا بنچمارك‌ها خواهد بود.اگر به‌دنبال خريد SSD هستيد، ازطريق بخش محصولات اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران و با مقايسه ارزش SSD اي ديتا، SSD وسترن، SSD سامسونگ و ديگر برندهاي معتبر با يكديگر مي‌توانيد به‌راحتي ارزان‌ترين فروشنده‌ي معتبر محصول موردانديشه متخصصين خود را يافته و از آن خريد كنيد.