Tương lai nào cho chuẩn giao diện của ổ cứng SSD?

Ổ cứng thể rắn (SSD - Solid State Drive) ngày càng phổ biến và dần thay thế ổ đĩa cơ truyền thống (HDD). Tuy nhiên, ổ đĩa SSD đang va phải “bức tường hiệu năng” do đa số các SSD hiện có trên thị trường vẫn còn sử dụng giao tiếp SATA và giao tiếp mạch điều khiển AHCI cũ. Do đó, các nhà sản xuất đang trông chờ vào mạch điều khiển NVMe.

Sự phát triển của các chuẩn giao diện ổ cứng.

NVM Express (NVMe) - viết tắt của cụm từ Non-Volatile Memory Express, là một chuẩn giao diện mạch chủ điều khiển (host controller) dành cho các ổ cứng SSD có giao tiếp PCIe, cho phép cắm-và-chạy các SSD PCIe trên tất cả các nền tảng.

Nguyên mẫu đầu tiên của NVMe xuất hiện từ năm 2007, do Intel nghiên cứu và phát triển, nhằm mục đích loại bỏ những giới hạn băng thông của SATA và phát triển giao thức truyền thống AHCI. Nhóm hoàn thành và đưa ra giao diện kết nối tiêu chuẩn PCI Express phiên bản 1.0 vào năm 2011, theo sau là phiên bản cập nhật 1.2 vào năm 2014.  

Khi một bộ điều khiển AHCI thực một thi lệnh, nó cần 8.000 vòng xử lý của CPU, tương đương khoảng 2,5 mili-giây độ trễ mỗi lệnh. NVMe sẽ không bị chậm như vậy vì nó trực tiếp liên lạc với CPU, do đó, bỏ qua tất cả các quá trình giao tiếp gây chậm trễ.

Độ trễ thấp không phải là lợi thế duy nhất NVMe mang lại, mà giao tiếp này còn cung cấp chỉ số xuất nhập trên giây (IOPS - Input/Output Operations Per Second) cao. NVMe có khả năng hỗ trợ lên đến 64.000 hàng đợi (I/O Queue) để xử lý các lệnh xuất nhập, với mỗi hàng đợi I/O hỗ trợ lên đến 64.000 lệnh. Trong khi đó, AHCI chỉ hỗ trợ duy nhất 1 hàng đợi I/O với tối đa 32 lệnh một hàng đợi, dẫn đến mức hiệu suất thấp hơn nhiều so với NVMe.

Hiện, các nhà sản xuất SSD đang tung ra các sản phẩm NVMe SSD dành cho người tiêu dùng kể từ năm ngoái cũng như trong thời gian diễn ra triển lãm Computex Taipei hồi tháng 6. Riêng hãng sản xuất ổ cứng SSD nổi tiếng Plextor sẽ cung cấp các dòng ổ đĩa SSD M8Pe NVMe vào tháng 8 tới.

NVMe sắp trở thành chuẩn mực trong tương lai của giao diện chủ đạo dành cho lưu trữ cũng như những tiến bộ của công nghệ flash NAND. Thực tế có một nghiên cứu thị trường đã dự báo, NVMe sẽ thay thế AHCI và trở thành chuẩn mới cho các dòng SSD chủ đạo trên thị trường trong 2017.