درک تفاوتها و انتخاب ذخیره ساز صحیح برای هدف/کاربری شما

سخت‌ترین بخش انتخاب یک سرور جدید، چه سرور اختصاصی یا یک سرور خصوصی مجازی، انتخاب سخت‌افزار مناسب است که متناسب با نیازهای شما باشد. اگر مانند اکثر مردم هستید، سعی می کنید پردازنده ای با بیشترین میزان هسته را با بودجه خود خریداری کنید. شما همچنین بررسی کنید که چقدر RAM دریافت خواهید کرد.  شما در مورد داشتن ظرفیت ذخیره سازی کافی محتاط هستید.  اما یک عنصر حیاتی وجود دارد که اکثر مردم آن را فراموش می کنند – نوع ذخیره سازی.

همه درایوها برابر نیستند.  تفاوت زیادی در قیمت و عملکرد بین حافظه NVMe، SSD و HDD وجود دارد. در این مقاله، ما شما را از طریق انواع درایوها راهنمایی می کنیم تا بتوانید بهترین را برای خود انتخاب کنید.

 

حافظه NVMe، SSD و HDD : از صفحات چرخان تا درایوهای اختصاصی پر سرعت

 

• دیسک درایو سخت

قدیمی‌ترین آنها، درایوهای دیسک سخت (HDD)، تنها یکی از سه مورد مبتنی بر قطعات متحرک است – صفحات چرخان و سوزن‌های متحرک، ضبط داده‌ها در بخش‌های مختلف دیسک فلزی. این فناوری به خودی خود به دهه 50 میلادی باز می گردد، زمانی که توسط IBM معرفی شد. اگرچه در لیست ارزان‌ترین هستند، اما در مورد عملیات خواندن و نوشتن نیز کندتر هستند.

اکثر HDD ها نمی توانند از حداکثر سرعت 270 مگابایت بر ثانیه  در مدل S-ATA II، تجاوز کنند. HDD راه حل نهایی برای مواردی است که می خواهید داده های خود را با کمترین هزینه ممکن ذخیره کنید.  اما هنگام خواندن/نوشتن داده ها باید بیشتر منتظر بمانید . اگرچه کندتر هستند، اما همچنان محبوب هستند. مشتریان ما همچنان می توانند با درایوهای HDD در Storage VPS یا هنگام پیکربندی سرورهای اختصاصی روبرو شوند.

ظرفیت ذخیره سازی بسیار متفاوت است، اما اکثر دامنه ظرفیت درایوها بین صدها گیگابایت تا چند ترابایت هستند. در مورد نمونه های مجازی، ما در Contabo فضای هارد دیسک را از 300 گیگابایت شروع می کنیم.

کاربران خانگی گاهی اوقات نگران حساسیت هارد دیسک ها به ضربه های بیرونی یا حرکات ناگهانی هستند. اما این واقعاً در مورد مراکز داده نگران کننده نیست، زیرا سرورها روی دیوارکوب ها یا قفسه ها؛ ثابت هستند و جابجا نمی شوند.

• درایو حالت جامد (SSD)

این نوع جدیدتر ذخیره‌ساز، فاقد قطعات متحرک است زیرا مبتنی بر فلش است. این همان فناوری است که ممکن است از یک USB بشناسید.  اگرچه خوده فناوری ذخیره سازی آن ، متفاوت است، اما همچنان از همان رابط اتصال به مادربرد استفاده می کند. هنوز باید یک کنترلر S-ATA بین درایو و مادربرد وجود داشته باشد. سرعت خواندن و نوشتن SSD در مقایسه با HDD بسیار سریعتر است زیرا می تواند به 550 مگابیت بر ثانیه برسد.

اندازه جمع و جور درایورهای SSD پیامدهای زیادی برای محاسبات شخصی و مراکز داده دارد.. این درایوها برای نوت بوک ها و سایر دستگاه های با فضای محدود، مناسب هستند. استفاده از SSD امکان قرار دادن درایوهای مجزای بیشتری را در یک سرور فیزیکی فراهم کرد.  اگرچه این بهبود لزوما ظرفیت ذخیره سازی را افزایش نمی دهد، اما از نظر افزونگی و پیکربندی RAID مفید است.

به همین دلیل، SSD نوع استاندارد ذخیره سازی برای مراکز داده است.

• پروتکل ارتباطی حافظه (رابط کنترل‌کننده‌ی میزبان حافظه غیرفرّار) NVMe

درایو جدید “اکسپرس” که در سال 2013 معرفی شد، سریعترین نوع موجود در بازار است. مشابه SSD ها، باز هم با  نوعی  حافظه فلش روبه رو هستیم که شامل هیچ قطعه متحرکی نیست.  NVM  مخفف حافظه غیر فرّار است، حافظه ای که می تواند داده های شما را حتی پس از قطع برق ذخیره کند. همچنان از همان معماری SSD استفاده می کند، اما مستقیماً از طریق سوکت PCI Express به مادربرد متصل می شود. از این رو، حرف کوچک “” e در پایان آن قرار گرفته است.

اگر جدیدترین اتصال PCIe 4.0 و 16 خط مجزا را در نظر بگیریم،  می تواند تا 32 گیگابایت بر ثانیه کار کند. اگرچه NVMe هنوز تا رسیدن به پتانسیل کامل خود فاصله دارد.

 

 

چرا دقیقاً NVMe بسیار سریعتر از نسخه های قبلی خود است؟

به طور خلاصه: از آنجایی که مبتنی بر یک رابط سریعتر PCIe است، هیچ واسطه ای بین درایو و مادربرد وجود ندارد.  همچنین می تواند دستورات بسیار بیشتری را همزمان پردازش کند.

 

معماری

از آنجایی که فناوری SSD مبتنی بر فلش به جریان اصلی کاربری تبدیل شد، کاربران از انتقال سریع‌تر داده‌ها سود زیادی بردند.  با این حال، آنها به رابط قدیمی S-ATA وابسته بودند. آنها همچنان مجبور بودند از کنترلر S-ATA یا(SAS) برای برقراری ارتباط با CPU و مادربرد استفاده کنند. سپس در سال 2007، مهندسان اینتل ایده درخشانی برای اتصال همان درایو SSD به مادربرد با استفاده از اسلات PCI Express داشتند که در آن زمان عمدتاً برای اتصال کارت‌های گرافیک، کارت‌های صدا یا کارت‌های رابط شبکه اضافی استفاده می‌شد.

در نتیجه، نوع جدید ذخیره‌سازی به کنترلر S-ATA (SAS) نیاز ندارد و می‌تواند مستقیماً با مادربرد ارتباط برقرار کند. علاوه بر این، استفاده از PCIe به NVMe اجازه می دهد تا از چندین خط استفاده کند و خطوط PCIe را به مادربرد متصل می کند. هر یک از خطوط از دو سیم برای ارسال و دو سیم برای دریافت اطلاعات به طور همزمان استفاده می کند، بنابراین پتانسیل بیشتری برای تبادل سریعتر دارد.

 

 

درایوهای SSD هنوز باید از یک کنترلر بین CPU و خود حافظه استفاده کنند. NVMe مستقیماً به مادربرد متصل است.

 

عمق داده هایی که به نوبت پردازش می شوند و وظایف همزمان

NVMe  نه تنها به کنترلر S-ATA یا SAS نیاز ندارد، بلکه ساختار فرمان را نیز به میزان قابل توجهی بهبود بخشیده است. در حالی که SSD فقط با 1 فرمان نوبت پردازش داده ای کار می کند، اما   NVMe  به طور همزمان از 64k  فرمان نوبت پردازش داده ای استفاده می کند NVMe تعداد بیشتری از فرمان نوبت پردازش داده ای را امکان پذیر می کند، به این معنی که می تواند دستورات بیشتری را همزمان پردازش کند. در حالی که عملیات خواندن/خواندن SSDها در نوبت پردازش داده ای منتظر هستند، NVMeها در حال انجام کارهای مختلف به طور همزمان هستند.

عمق داده هایی که به نوبت پردازش می شوند به ویژه برای مشتریانی که برنامه های پیچیده وب مانند تجارت الکترونیک بزرگ یا برنامه SaaS را اجرا می کنند، مهم است.   سپس، کل برنامه را می توان به میکروسرویس های مختلف تقسیم کرد که مستقل از یکدیگر پردازش می شوند.  به عنوان مثال، به یک فروشگاه تجارت الکترونیک فکر کنید.   هر مشتری یک رشته از پرس و جوهای پایگاه داده و عملیات خواندن و نوشتن را فقط با مرور وب سایت ایجاد می کند که ارتباطی به کل فرآیند پرداخت ندارد . ذخیره سازی در همه این عملیات ها دخیل است و IOPS به وضوح بر تجربه مشتری تأثیر می گذارد. NVMe می‌تواند بسیاری از این وظایف را به‌طور جداگانه و با سرعت بالا انجام دهد، بنابراین تأخیر کمتری را فراهم می‌کند.

 

 به طور کلی،    NVMe  با بارهای کاری مانند موارد زیر ، بطور چشمگیری سریعتر عمل میکند:

 

• میزبانی وب سایت – بنابراین بازدیدکنندگان وب سایت شما زمان پاسخگویی سریع تری دریافت می کنند

• برنامه‌های SaaS – تا کاربران نرم‌افزار شما بتوانند برنامه کاربردی شما را مرور کنند

• برنامه پایگاه داده – به طوری که بتوانید داده ها را سریعتر جمع آوری و فراخوانی کنید

• نرم افزار تجارت الکترونیک – بارگیری صفحات محصولات سریعتر خواهد بود، بنابراین افراد کمتری وب سایت شما را ترک خواهند کرد.

• فایل‌های ویدیویی – هنگام ویرایش یا صادر کردن فایل‌های ویدیویی، در زمان زیادی صرفه‌جویی خواهید کرد

در اینجا چند آمار چشمگیر از یکی از برجسته ترین تولید کنندگان ذخیره سازی داده، کینگستون آورده شده است. همانطور که در تصویر می بینید، تاخیر در SSD های سنتی بسیار بیشتر است. به عبارت دیگر، سروری که پایگاه داده MySQL را اجرا می کند بسیار بهتر عمل می کند. هر چه رشته های بیشتری را به طور همزمان اجرا کنید، تفاوت مهم تر است.

 

 

خلاصه: ۳ دلیل برای اینکه NVMe خیلی سریع است

• بدون کنترلر : هیچ کنترلر SAS یا S-ATA بین مادربرد و درایو وجود ندارد که ارتباط را کُند نماید.

• عمق داده هایی که به نوبت پردازش می شوند: به لطف ساختار فرمان بهبود یافته، NVMe در کار همزمان با وظایف مختلف بسیار بهتر است.

• خطوط چندگانه: استاندارد PCI express چندین خط تا 16عدد را ارائه می دهد که عملکرد را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

 

خرید فضای ذخیره سازی جدید شما

 

در قسمت قبل، تفاوت‌های تکنولوژیکی بین انواع ذخیره‌سازی را توضیح دادیم. در صورتی که هنوز در مورد خرید آن شک دارید، به طور خلاصه جنبه عملی آن را مورد بحث قرار می دهیم:

• HDD  : بهترین نسبت قیمت / کیفیت

اگر تنها معیار شما پول به ازای هر گیگابایت است، پس می توانید از هارد دیسک های اثبات شده استفاده کنید. اگرچه کُند هستند، اما ظرفیت کافی برای همه نوع بار کاری را ارائه می دهند. ایده آل برای مواردی که نیاز دارید اطلاعات خود را در جایی به عنوان پشتیبان پارک کنید.  برای اینکه به شما نشان دهیم سرورهای HDD چقدر ارزان هستند، بیایید نگاهی به یکی از محبوب ترین VPS های ذخیره سازی بیندازیم.

: VPS 700. با 10.99 دلار در ماه، 700 گیگابایت فضا دریافت خواهید کرد. راه حل عالی با قیمت پایین در صورتی که نیازی به دسترسی فوق العاده سریع به داده های خود ندارید، بنابراین به سرعت خواندن/نوشتن آهسته تر اهمیتی نمی دهید.

• NVMe  : وقتی سرعت پادشاه است

NVMe  سریعترین حافظه موجود در بازار است. این تفاوت به قدری خیره کننده است که کل سیستم عامل با نصب در روی NVMe به وضوح پاسخگوتر می شود. همانطور که در بخش قبل گفته شد، NVMe با بارهای کاری مانند برنامه های SaaS یا سیستم های پایگاه داده،  تفاوت زیادی ایجاد می کند. فایل‌های فردی بزرگ نیز بسیار سریع‌تر منتقل می‌شوند، که آن را به گزینه‌ای محبوب برای ویرایشگرهای ویدیو تبدیل می‌کند.

• SSD   : همه کاره تطبیق پذیر

درایو SSD از نظر عملکرد، در حد وسط قرار دارد. اگرچه آنها نمی توانند با سرعت NVMe رقابت کنند، اما به طور کلی فضای ذخیره سازی بسیار بیشتری را با همان قیمت ارائه می دهند. به عنوان مثال، می‌توانید VPS S  را با یک SSD خریداری کنید و 4 برابر فضای ذخیره‌سازی بیشتری را با همان قیمت درایو NVMe با ظرفیت برابر دریافت کنید.

 

جمع بندی:

 

در این مقاله، ما هر سه نوع ذخیره سازی موجود حال حاضر یعنی HDD ،SSD  و  NVMeرا توضیح دادیم  . در حالی که دیسک های سخت هنوز از صفحات چرخان استفاده می کنند، دو نوع دیگر فاقد قطعات متحرک هستند. همچنین توضیح دادیم که NVMe نوعی حافظه SSD است، اما از نوع دیگری از رابط استفاده می کند.

 

	Moving plates	Solid flash architecture
SATA/SAS Controller	HDD	SSD
PCIe Interface		NVMe

 

مقایسه معماری بین “قطعات متحرک” قدیمی و انواع درایوهای مبتنی بر فلش.

 

NVMe  بسیار سریع است زیرا کل زیرساخت آن با SSD یا HDD متفاوت است. نداشتن کنترلر بین درایو و مادربرد باعث می‌شود اطلاعات سریع‌تر منتقل شود. همچنین، به لطف فرایند ارتقا یافته “عمق داده هایی که به نوبت پردازش می شوند” ،   NVMe  می تواند دستورات بیشتری را همزمان پردازش کند. شکی نیست که NVMe در آینده قابل پیش بینی به یک نوع ذخیره سازی استاندارد تبدیل خواهد شد.  مزایا آشکار است – تاخیر بسیار کمتر، به لطف زیرساختی که سریعتر از اکثر SSD های رایج است.

در حال حاضر، فضای ذخیره سازی NVMe به طور قابل توجهی گران تر از SSD های استاندارد است. توصیه می کنیم در صورتی که برنامه های تحت وب سختی اجرا می کنید یا به طور منظم با فایل های ویدیویی بزرگ کار می کنید، آنها را خریداری کنید. به غیر از آن، SSD ها و HDD ها هنوز گزینه های کاملاً مناسبی برای بسیاری از موارد استفاده هستند.

 

 

منبع :

 

https://contabo.com/blog/nvme-vs-ssd-vs-hdd/