¿Qué es la tecnología NVMe para discos sólidos?

Los usuarios, en la actualidad, precisamos de tiempos de respuesta cada vez más instantáneos; ya sea para aplicaciones de uso cotidiano o de ocio, como para herramientas empresariales. Cualquier App va siendo cada día más compleja y, por lo tanto, precisan de recursos mayores para ofrecer buenos resultados.

De esta necesidad surge el desarrollo de la tecnología NVMe: memoria no volátil rápida. Se trata de un nuevo protocolo para transporte y acceso al almacenamiento de unidades flash y de estado sólido (SSD). Esta tecnología de última generación posibilita un alto rendimiento y tiempos de respuesta mucho más acotados.

El protocolo NVMe utiliza el bus PCI Express (PCIe) para acceder al almacenamiento flash, consiguiendo así una velocidad mucho mayor que la que pueden lograr los discos duros all-flash convencionales. La diferencia está en que esto últimos se limitan a una sola cola de comandos y la tecnología NVMe soporta decenas de miles de colas de comando paralelas.

La tecnología NVMe se encuentra diseñada para tolerar futuras innovaciones y aplicarse a memorias persistentes aún no creadas. Tienen la capacidad de autoarranque, con lo cual prescinden de otras unidades de almacenamiento por completo. No obstante, trabajan perfectamente junto a ellas. Una combinación que algunos usuarios ponen en práctica (combinando con otras SATA o discos duros), sumando así rendimiento a las NVMe y mayor capacidad de almacenaje a un costo muy bajo.

Diferencias entre HDD, SSD, y SSD con NVMe

Los discos HDD permiten almacenar datos de modo permanente, lo que significa que cuando la unidad informática se apaga los datos no se borran. Cosa que si sucede con aquella información almacenada en la memoria RAM. 

Este tipo de discos se componen de piezas mecánicas y graban datos y archivos por medio del magnetismo. Muchos usuarios denominan discos duros mecánicos a los HDD. Estas unidades alojan en su interior varios discos rígidos con un eje en común, que giran dentro de una carcasa de metal. Por cada cara y cada plato, los discos HDD presentan un cabezal de lectura /escritura para almacenar datos.

Cuando los discos internos son finos, mejor será la grabación y, a su vez, girarán más rápido para escribir o leer los datos. Normalmente, su velocidad oscila entre 5400 y 7200 RPM, hay también aquellos que llegan a 15.000 RPM.

Si comparamos un disco duro HDD con uno SSD, atendiendo a su precio, podemos indicar que los SDD son mucho más económicos que los primeros, aunque sus precios presentan alteraciones debido a su capacidad de almacenamientos.

Los discos SSD o unidades de estado sólido se presentan como una alternativa a los discos duros, con mejoras. La primera de ellas, y a la vez un rasgo que los distingue, es que los discos SSD alojan la información en microchips mediante memorias flash conectadas entre si. Algo así como una evolución de las memorias USB. Por su parte, los discos HDD, para realizar igual tarea, utilizan componentes mecánicos que se mueven en su interior.

Al no contar con un sistema de componentes físicos, se consigue que la unidad sea completamente silenciosa en comparación con un disco duro mecánico.

Los discos SSD suelen ser del mismo tamaño que los HDD, lo que resulta muy útil pues posibilita que encajen en las mismas ranuras donde se montan los discos tradicionales.

Lo que diferencia principalmente a un tipo de disco del otro son sus capacidades máximas y su precio. La tecnología con la que cuenta una unidad SSD es mucho más actual que la que posee una unidad HDD, por tal motivo un disco SSD de 250 GB puede costar hoy lo mismo que uno HDD de 3TB.

Las unidades SSD tienen, a su vez, la ventaja de emitir mucho menos ruido y vibraciones  que las HDD. 

La diferencia más notable que podemos observar es la velocidad. Al comparar ambas tecnologías, una unidad SSD inicia sus sistema operativo en la mitad del tiempo que lo hace una HDD de 7.200 rpm, triplicando la velocidad de lectura y escritura de datos.

Los SSD respecto a los HDD cuentan con una resistencia a los golpes mucho mayor, debido a que éstos últimos cuentan con piezas mecánicas que pueden dañarse ante algún impacto.

Beneficios de la tecnología NVMe

La tecnología NVMe (memoria express no volátil) consiste en un protocolo de almacenamiento de datos de alto rendimiento, altamente escalable, que se conecta al host del subsistema de memoria. La finalidad de este protocolo es ofrecer siempre el mejor rendimiento.

La Memoria Express no volátil utiliza los raíles de PCI-Express del sistema que le posibilita alcanzar grandes velocidades, superiores a las alcanzables con interfaces SATA. Brinda, además, la posibilidad de acceso directo a la RAM del sistema y enlaza más rápidamente con el procesador, consiguiendo mayores posibilidades de crecimiento.

La tecnología NVMe permite hasta 64 colas de entrada y 64K de peticiones de memoria para cada una. Para hacer una comparativa, SATA sólo permite una cola y 32 peticiones.

La controladora flash es un microcontrolador que ejecuta el protocolo NVMe cada vez que la CPU o la GPU le hace una petición de acceso a la unidad NVMe. La CPU no ejecuta las etapas del protocolo en su totalidad y las etapas de mayor peso son realizadas por el hardware interno del SSD. 

La tecnología NVMe permite la dispersión y recopilación de I/S, reduciendo el efecto que pueda causar en la carga del procesador para la transferencia de datos.

La arquitectura de comunicación entre el host y la controladora en NVMe posibilita que las aplicaciones ejecuten y finalicen diversas peticiones de entrada y salida en simultáneo; sin provocar ningún tipo de impacto negativo en el rendimiento del procesador. Esto se debe a que el controlador flash se encarga de llevar adelante las peticiones de acceso a los datos en las unidades NVMe.

El protocolo NVMe, creado en específico para almacenamiento de alto rendimiento, está preparado para modificar el firmware. Lo que es igual a decir que su utilidad se extenderá por un buen tiempo, pues cuenta con la capacidad de continuar evolucionando y ampliando las capacidades del SSD NVMe con simpleza.

Esta última es una de las principales razones por las cuales podemos señalar que, ante la necesidad de elegir un servicio de almacenamiento de datos, es preferible optar por la tecnología NVMe. Así sea para una computadora o al contratar un hosting para un sitio web, lo recomendable es buscar proveedores que ofrezcan un sólido almacenamiento de datos mediante una tecnología que se presenta como escalable y que cuente con mucha proyección a futuro para continuar evolucionando.