如今，閃存和SSD存儲解決方案正在改變著數據中心，其在虛擬化日益普及和企業級應用對性能越來越高的要求，數據中心的基礎設施將會面臨嚴峻挑戰。

從最初的磁帶到軟盤再到光盤到現在的移動硬盤、固態硬盤。存儲介質發生了翻天覆地的變化。盤點當前各大媒體的頭條中，閃存、SSD占據了半壁江山。可以看出，閃存的發展非常迅猛，閃存的日益普及也是提高存儲效率的主要動力之一。而閃存的使用，則又“點燃”企業對內存密集型應用、渴求I/O的應用、需要微秒級響應時尚的繁重交易應用的需求。然而，盡管閃存自身擁有諸多優勢，但其優勢要想得到充分發揮，還需要相應的網絡性能來“輔助”。

NVMe提供了PCI Express（PCIe）SSD訪問的一個標準方式，能夠通過降低延遲和精簡指令集來顯著提高性能。

NVMe是什么？

說起AHCI的話大家應該都知道，現在所用的SATA接口與AHCI標準其實是為高延時的機械硬盤而設計的，目前主流SSD依然繼續使用它們，隨著SSD的性能逐漸增強，這些標準已經成為限制SSD的一大瓶頸，專為機械硬盤而設計的AHCI標準并不太適合低延時的SSD。

這時候，NVMe就出現了。它其實與AHCI一樣都是邏輯設備接口標準。NVMe全稱Non-Volatile Memory Express，非易失性存儲器標準，NVM是指非易失性存儲，后面的Express簡寫為e，也可以參考PCIe的e。

NVMe的設計之初就有充分利用到PCI-E SSD的低延時以及并行性，還有當代處理器、平臺與應用的并行性。SSD的并行性可以充分被主機的硬件與軟件充分利用，相比與現在的AHCI標準，NVMe標準可以帶來多方面的性能提升。

據悉，NVMe規范是90多家公司在內的工作小組所定制，包括業界知名的Intel、美光、戴爾、三星、NetAPP、EMC等公司，目的就是為SSD建立新的存儲規范標準，讓它在老舊的SATA與AHCI中解放出來。2011年，NVMe標準正式出爐，該標準是根據閃存存儲的特點量身定制的，新的標準解除了舊標準施放在SSD上的各種限制。2012年標準升級到NVMe 1.1，最新的NVMe 1.2標準是在2014所推出的。

　　那么，NVMe標準相比AHCI標準，有哪些優點呢？我們總結為以下四點：

NVMe優點之一：延時更低

NVMe的一大優勢就是低延遲。這主要是因為流線型的存儲堆棧，NVMe無需讀取寄存器就可以發出命令。AHCI的每個命令都需要讀取4個不可緩存寄存器，從而導致大約2.5μs的額外延遲。低延時和良好的并行性的優勢就是可以讓SSD的隨機性能得到大幅度提升，在任何隊列深度下都能發揮出極佳的速度。

NVMe優點之二：IOPS大增

NVMe大大的提升了SSD的IOPS性能，在制定AHCI規范時并行性的想法并沒有完全融合到規范內，利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優化，但是接口并不允許SSD真正最大限度地發揮其應有的并行性。

NVMe還支持同一時間從多核處理器接受命令和優先處理請求，這個特性在企業級的重負載時優勢就會顯露出來。

NVMe優點之三：功耗更低

NVMe加入了自動功耗狀態切換和動態能耗管理功能，設備從能耗狀態0閑置50ms后可以迅速切換到能耗狀態1，在500ms閑置后又會進入能耗更低的狀態2。雖然切換能耗狀態會產生短暫延遲，但閑置時這兩種狀態下的功耗可以控制在非常低的水平，因此在能耗管理上，相比起主流的SATA接口SSD擁有較大優勢，這一點對增加筆記本電腦等移動設備的續航尤其有幫助。

NVMe優點之四：功耗更低

驅動程序的兼容性也是所有PCI-E SSD的一個共有問題，此前的PCIe SSD，均需要安裝驅動程序后才能正常使用，而不同的廠商又各自為政，每個廠商產品都有自己的驅動，SSD也不能作為引導使用。但支持NVMe標準之后，PCIe SSD就可適用于多個不同平臺，也不需要廠商獨立提供驅動支持。目前Windows、Linux、Solaris、Unix、VMware、UEFI等都加入了對NVMe SSD的支持。

總結：目前，隨著SSD性能需求的增長，SATA 6Gpbs和AHCI將逐漸成為存儲設備的發展瓶頸，而NVMe的出現，大大提升了SSD的速度和性能。目前業界三星、美光均推出了NVMe標準的相關產品以占據市場，相信在未來，以NVMe標準為標準的存儲產品將會占據存儲產品的半壁江山。