NVMe究竟有什么好？跟AHCI相比，它有哪些优势？
hdd和早期ssd绝大多数都是使用sata接口，跑的是ahci（advanced host controller interface），它是由intel联合多家公司研发的系统接口标准。ahci支持ncq（native command queuing）功能和热插拔技术。ncq最大深度为32，即主机可以发最多32条命令给hdd或者ssd执行，跟之前硬盘只能一条命令一条命令执行相比，硬盘性能大幅提升。
这在hdd时代，或者ssd早期，ahci协议和sata接口足够满足系统性能需求，因为整个系统性能瓶颈在硬盘端（低速，高延时），而不是在协议和接口端。然而，随着ssd技术的飞速发展，ssd盘的性能飙升，底层闪存带宽越来越宽，介质访问延时越来越低，系统性能瓶颈已经由下转移到上面的接口和协议处了。ahci和sata已经不能满足高性能和低延时ssd的需求，因此ssd迫切需要自己更快、更高效的协议和接口。
时势造英雄，在这样的背景下，nvme横空出世。2009年下半年，在带头大哥intel领导下，美光、戴尔、三星、marvell等巨头，一起制定了专门为ssd服务的nvme协议，旨在让ssd从老旧的sata和ahci中解放出来。
何为nvme？non-volatile memory express，非易失性存储器标准，是跑在pcie接口上的协议标准。nvme的设计之初就有充分利用到pcie ssd的低延时以及并行性，还有当代处理器、平台与应用的并行性。ssd的并行性可以充分被主机的硬件与软件充分利用，相比于现在的ahci标准，nvme标准可以带来多方面的性能提升。nvme为ssd而生，但不局限于以闪存为媒介的ssd，它同样可以应用在高性能和低延时的3d xpoint这类新型的介质上。
首款支持nvme标准的产品是三星xs1715，于2013年7月发布。随后陆续有企业级的nvme标准ssd推出。2015年intel 750发布，标志nvme标准的产品开始进入消费级市场。如今市面上已经出现很多nvme ssd产品，包括企业级和消费级，如果说前几年nvme ssd是阳春白雪，现如今已是下里巴人，nvme ssd已慢慢进入寻常百姓家（笔者的小本上就是用的pcie+nvme的ssd）。
需要指出的是，在移动设备上，nvme也有一席之地。苹果自iphone 6s开始，其存储设备上跑的就是nvme协议标准。未来移动存储的方向，笔者认为不是ufs，当然更不不会是emmc，而是nvme。拭目以待吧。
那么，nvme究竟有什么好？跟ahci相比，它有哪些优势？
nvme和ahci相比，它的优势主要体现在以下几点：
l低时延（latency）
造成硬盘存储时延的三大因素：存储介质本身、控制器以及软件接口标准。
存储介质层面，闪存（flash）比传统机械硬盘速度快的太多；
控制器方面，从sata ssd发展成pcie ssd，原生pcie主控与cpu直接相连，而不是传统方式，通过南桥控制器中转，再连接cpu，因此基于pcie的ssd时延更低；
软件接口方面，nvme缩短了cpu到ssd的指令路径，比如nvme减少了对寄存器的访问次数；msi-x和中断管理的应用；并行&多线程优化，nvme减少了各个cpu核之间的锁同步操作…
所以基于pcie+nvme的ssd，具有非常低的延时。
图1-1 时延对比
l高性能（throughput & iops）
理论上，iops=队列深度/ io延迟，故iops的性能，与队列深度有较大的关系（但iops并不与队列深度成正比，因为实际应用中，随着队列深度的增大，io延迟也会提高）。市面上性能不错的sata接口ssd，在队列深度上都可以达到32，然而这也是ahci所能做到的极限。但目前高端的企业级pcie ssd，其队列深度可能要达到128，甚至是256才能够发挥出最高的iops性能。而nvme标准下，最大的队列深度可达64k。此外，nvme的队列数量也从ahci的1，提高到了64k。
pcie接口本身在性能上碾压sata，再加上nvme具有比ahci更深、更宽的命令队列，nvme ssd在性能上秒杀sata ssd是水到渠成的事情。图是nvme ssd，sas ssd和sata ssd性能对比图：
图1-2 nvme，sas和sata ssd性能对比图
l低功耗
nvme加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能,本书的电源管理篇会作介绍。
sata和nvme还有其他的区别。
东芝正式完成芯片出售业务，交易价格为180亿美元！
胡润榜发布，新能源相关产业非常耀眼
台积电2021年先进制程产能被“预订一空”
变频器常见故障问题及排除方法
世强&是德科技：面向中小型智能硬件企业，免费提供一站式测试测量服务！
NVMe究竟有什么好？跟AHCI相比，它有哪些优势？
苹果快攻元宇宙 产业链厂商有望喜迎新订单
模拟对话——无线遥控器有哪些最佳应用
云巨头争夺物联网平台，阿里云启动堡垒行动，扩大企业物联网平台覆盖率
美国立法投入8亿美元启动十年国家量子计划
安富利认为，未来企业移动办公会呈现出这五大趋势
构建次世代游戏体验的独特答卷 西部数据携重磅产品亮相ChinaJoy 2023
浅谈运动控制器与PLC的本质区别
电气16个基本安全术语
plc现场实例电气原理图讲解
直播带货全面爆发后进入冷静期
什么是静态代码分析？静态代码分析概述
STM32信息安全讲座的总体结构
服务器租用可以分为四种类型，分别是哪四种
Windows下linux权限管理问题解析
这在hdd时代，或者ssd早期，ahci协议和sata接口足够满足系统性能需求，因为整个系统性能瓶颈在硬盘端（低速，高延时），而不是在协议和接口端。然而，随着ssd技术的飞速发展，ssd盘的性能飙升，底层闪存带宽越来越宽，介质访问延时越来越低，系统性能瓶颈已经由下转移到上面的接口和协议处了。ahci和sata已经不能满足高性能和低延时ssd的需求，因此ssd迫切需要自己更快、更高效的协议和接口。
时势造英雄，在这样的背景下，nvme横空出世。2009年下半年，在带头大哥intel领导下，美光、戴尔、三星、marvell等巨头，一起制定了专门为ssd服务的nvme协议，旨在让ssd从老旧的sata和ahci中解放出来。
何为nvme？non-volatile memory express，非易失性存储器标准，是跑在pcie接口上的协议标准。nvme的设计之初就有充分利用到pcie ssd的低延时以及并行性，还有当代处理器、平台与应用的并行性。ssd的并行性可以充分被主机的硬件与软件充分利用，相比于现在的ahci标准，nvme标准可以带来多方面的性能提升。nvme为ssd而生，但不局限于以闪存为媒介的ssd，它同样可以应用在高性能和低延时的3d xpoint这类新型的介质上。
首款支持nvme标准的产品是三星xs1715，于2013年7月发布。随后陆续有企业级的nvme标准ssd推出。2015年intel 750发布，标志nvme标准的产品开始进入消费级市场。如今市面上已经出现很多nvme ssd产品，包括企业级和消费级，如果说前几年nvme ssd是阳春白雪，现如今已是下里巴人，nvme ssd已慢慢进入寻常百姓家（笔者的小本上就是用的pcie+nvme的ssd）。
需要指出的是，在移动设备上，nvme也有一席之地。苹果自iphone 6s开始，其存储设备上跑的就是nvme协议标准。未来移动存储的方向，笔者认为不是ufs，当然更不不会是emmc，而是nvme。拭目以待吧。
那么，nvme究竟有什么好？跟ahci相比，它有哪些优势？
nvme和ahci相比，它的优势主要体现在以下几点：
l低时延（latency）
造成硬盘存储时延的三大因素：存储介质本身、控制器以及软件接口标准。
存储介质层面，闪存（flash）比传统机械硬盘速度快的太多；
控制器方面，从sata ssd发展成pcie ssd，原生pcie主控与cpu直接相连，而不是传统方式，通过南桥控制器中转，再连接cpu，因此基于pcie的ssd时延更低；
软件接口方面，nvme缩短了cpu到ssd的指令路径，比如nvme减少了对寄存器的访问次数；msi-x和中断管理的应用；并行&多线程优化，nvme减少了各个cpu核之间的锁同步操作…
所以基于pcie+nvme的ssd，具有非常低的延时。
图1-1 时延对比
l高性能（throughput & iops）
理论上，iops=队列深度/ io延迟，故iops的性能，与队列深度有较大的关系（但iops并不与队列深度成正比，因为实际应用中，随着队列深度的增大，io延迟也会提高）。市面上性能不错的sata接口ssd，在队列深度上都可以达到32，然而这也是ahci所能做到的极限。但目前高端的企业级pcie ssd，其队列深度可能要达到128，甚至是256才能够发挥出最高的iops性能。而nvme标准下，最大的队列深度可达64k。此外，nvme的队列数量也从ahci的1，提高到了64k。
pcie接口本身在性能上碾压sata，再加上nvme具有比ahci更深、更宽的命令队列，nvme ssd在性能上秒杀sata ssd是水到渠成的事情。图是nvme ssd，sas ssd和sata ssd性能对比图：
图1-2 nvme，sas和sata ssd性能对比图
l低功耗
nvme加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能,本书的电源管理篇会作介绍。
sata和nvme还有其他的区别。
东芝正式完成芯片出售业务，交易价格为180亿美元！
胡润榜发布，新能源相关产业非常耀眼
台积电2021年先进制程产能被“预订一空”
变频器常见故障问题及排除方法
世强&是德科技：面向中小型智能硬件企业，免费提供一站式测试测量服务！
NVMe究竟有什么好？跟AHCI相比，它有哪些优势？
苹果快攻元宇宙 产业链厂商有望喜迎新订单
模拟对话——无线遥控器有哪些最佳应用
云巨头争夺物联网平台，阿里云启动堡垒行动，扩大企业物联网平台覆盖率
美国立法投入8亿美元启动十年国家量子计划
安富利认为，未来企业移动办公会呈现出这五大趋势
构建次世代游戏体验的独特答卷 西部数据携重磅产品亮相ChinaJoy 2023
浅谈运动控制器与PLC的本质区别
电气16个基本安全术语
plc现场实例电气原理图讲解
直播带货全面爆发后进入冷静期
什么是静态代码分析？静态代码分析概述
STM32信息安全讲座的总体结构
服务器租用可以分为四种类型，分别是哪四种
Windows下linux权限管理问题解析