Диск

Что такое NVMe?

Также известно как: NVM Express

Определение

NVMe is a storage protocol that connects solid-state drives directly over PCIe, reaching roughly 500,000 random IOPS with sub-100-microsecond latency. Its deep parallel queue model is architecturally different from SATA, which inherits a single-queue design intended for mechanical disks.

Почему NVMe важен

Его модель с глубокими параллельными очередями архитектурно отличается от SATA, которая унаследовала конструкцию с одной очередью, предназначенную для механических дисков. Для приложений, работающих с базами данных, разрыв в случайных операциях ввода-вывода — это та разница, которую пользователи действительно ощущают.

NVMe на практике

Когда вы предоставляете NVMe-инстанс, первое, на что вы смотрите, — это глубина очереди вашей дисковой нагрузки. Коробка на SATA выдохнется на нескольких тысячах IOPS под нагрузкой; NVMe держит примерно 500 000 случайных IOPS с задержкой менее 100 микросекунд. Перестройте ваши тесты sysbench и fio на randread и randwrite, а не на последовательную пропускную способность, и посмотрите на разницу в коммитах базы данных. Если вы оптимизируете под размер блока SAS-диска или игнорируете настройки планировщика I/O, вы оставляете большую часть возможностей железа неиспользованной. Ошибётесь — и ваша задержка вырастет в сто раз на нагрузках, которые реально задевают диск.

Что люди часто понимают неправильно в отношении NVMe

Люди считают, что NVMe — это просто более быстрый SSD, и выбирают план по размеру в ГБ, а не по IOPS. Исправление: отличие NVMe — это параллельная модель очередей, а не только сырая пропускная способность. Огромный SATA-диск всё равно упрётся в одинарную очередь на случайном I/O; диск меньшего размера на NVMe обойдёт его для нагрузок баз данных. Размер важен, но для задач, чувствительных к задержке, метрика, которая вам аукнется, если её игнорировать, — это IOPS.

NVMe — частые вопросы

Каких случайных IOPS достигает NVMe?

Примерно 500 000 случайных IOPS, согласно опубликованному определению. Это примерно в тысячу раз больше, чем у типичного SATA SSD. Задержка менее 100 микросекунд означает, что при маленьких случайных чтениях и записях вы не ждёте механику диска или одиночную SATA-очередь — единственный путь — это контроллер и шина PCIe.

Нужен ли мне NVMe для веб-сайта?

Только если ваша нагрузка связана с интенсивным произвольным вводом-выводом, например, база данных или кэш. Раздача статических файлов или сайт с низким трафиком не заметят разницы между NVMe и SATA. Разрыв проявляется при длительных смешанных нагрузках, когда единственная очередь SATA насыщается и задержки возрастают. Если вы запускаете Postgres или Redis, NVMe позволит поддерживать низкие хвостовые задержки.

Где встречается NVMe

Больше из раздела «диск»

IOPS: IOPS показывает, сколько отдельных операций чтения или записи устройство хранения выполняет в секунду.
RAID 10: RAID 10 зеркалирует данные на парах дисков и чередует по зеркалам, обеспечивая как избыточность, так и высокую производительность, но за счёт половины полезной ёмкости.
Snapshot: Снимок — это копия диска виртуальной машины на определённый момент времени, создаваемая мгновенно и хранящаяся на той же инфраструктуре.