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SSD : Samsung parle de PCI-Express, de NVMe et atteint 3 Go/s

Samsung, en plus de sa nouvelle gamme 840 EVO, a montré ses SSD PCI-Express. Le passage au PCI-Express pour les SSD est inéluctable, pour plusieurs raisons, et il va nécessiter quelques modifications.

PCI-Express en AHCI

Les SSD en PCI-Express, ce n’est pas nouveau : des cartes existent depuis des années, mais l’intégration est souvent bancale, avec dans la pratique un contrôleur SATA et des SSD classiques connectés dessus. Avec les SSD en PCI-Express, la donne est différente : au lieu d’utiliser un contrôleur SATA connecté en PCI-Express puis un contrôleur de SSD interfacé en SATA, on connecte directement le contrôleur du SSD en PCI-Express. C’est la solution utilisée par Apple dans ses récents MacBook Air et elle devrait se généraliser rapidement dans les ordinateurs portables. L’avantage est évident : on limite un peu la latence en supprimant un contrôleur intermédiaire et — surtout — la bande passante est plus élevée. Le SATA limite actuellement la bande passante à 600 Mo/s en théorie (environ 550 Mo/s dans la pratique) alors que les implémentations PCI-Express actuelles utilisent deux ou quatre lignes PCI-Express 2.0, soit 1 Go/s ou 2 Go/s au maximum. Apple a choisi d’utiliser deux lignes, avec des SSD atteignant environ 800 Mo/s en lecture, alors que Samsung a montré récemment un modèle atteignant 1,4 Go/s.

Sur ce type de solution, la communication entre le système d’exploitation et le SSD se fait en utilisant des pilotes AHCI. Le choix est évident : les OS actuels supportent tous l’AHCI, tout comme les SSD, ce qui est un gage de compatibilité. Pourtant, ce n’est pas le meilleur choix pour un SSD : l’AHCI a été pensé au départ pour les disques durs, et ce choix se ressent dans certains cas avec les SSD. C’est là que la norme NVMe arrive.

NVMe : Non Volatile Memory express

Image 1 : SSD : Samsung parle de PCI-Express, de NVMe et atteint 3 Go/sLes SSD NVMeL’idée derrière le NVMe est simple : proposer une norme pensée pour les SSD. L’AHCI est efficace pour transférer de gros blocs de données, mais pas quand on travaille avec des petits fichiers, ce qui est le nerf de la guerre dans les SSD. L’AHCI permet typiquement de travailler sur une file de commandes à envoyer à un périphérique de stockage, capable de contenir 32 commandes. Avec un disque dur dont la latence reste élevée, même avec un modèle à 15 000 tpm, c’est amplement suffisant. Mais avec des SSD dont le temps d’accès est faible (~1 ms) et qui sont conçus pour accéder à plusieurs puces de mémoire à la fois, l’AHCI n’est pas suffisant. Le NVMe corrige ce point, avec la possibilité de prendre en charge environ 64 000 files contenant chacune 64 000 commandes (a priori 65 536, sans que Samsung n’indique la valeur exacte). De plus, le NVMe prend en compte le fait qu’on travaille sur des interfaces PCI-Express et des SSD et est donc prévu pour diminuer la latence. Globalement, Samsung annonce que le NVMe permet de multiplier par quatre les performances en IOPS d’un SSD. Le principal problème du NVMe est le support par les systèmes d’exploitation : il n’y en a actuellement pas. Samsung indique qu’un pilote de référence existe, mais il n’est pas intégré dans l’OS.

Un premier SSD NVMe

Au SSD Global Summit, où nous nous trouvons, Samsung a d’ailleurs montré un SSD NVMe, le XS1715. Ce SSD professionnel devrait sortir en fin d’année et offre des performances exceptionnelles : 3 Go/s en lecture et 740 000 IOPS. Il sera proposé avec une capacité de 400 Go, 800 GO et 1 600 Go, et utilisera bien évidemment la norme NVMe. La connectique est intéressante : c’est un SFF-8639, qui utilise une interface PCI-Express 3.0 x4 (4 Go/s au maximum) et qui est hot plug, un point important dans les serveurs.

Dans la pratique, on devrait surtout voir débarquer des SSD PCI-Express AHCI dans nos machines, alors que le NVMe devrait être réservé au marché professionnel dans un premier temps, en partie parce que la compatibilité de l’AHCI est un énorme avantage et en partie parce que les gains du NVMe n’ont pas réellement un impact dans un ordinateur grand public.