تحديد الوقت الأمثل للانتقال من أقراص الحالة الصلبة المزودة بواجهة التوصيل SATA إلى الأقراص المزوّدة بخاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe

بقلم: أنطوان حرب، رئيس فريق عمل منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا في شركة ’كينغستون تكنولوجي

أدى ظهور أقراص الحالة الصلبة ذات واجهة التوصيل عالية الأداء والمعززة بخاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe إلى إحداث نقلة نوعية في مجال وسائط التخزين. وتم تصميم حل الذاكرة غير المتطايرة NVMe ذات زمن الاستجابة المنخفض للعمل بسرعة أكبر بالمقارنة مع مرفق التكنولوجيا المتقدمة التسلسلية (SATA)، وبروتوكولات (SAS) ذات المرفق التسلسلي Serial) Attached SCSI)، مما يعزز الأداء وإمكانية التشغيل البيني والتوافقية بين مجموعة واسعة من أنظمة الشركات والعملاء.

ويتمثل الهدف من تصميم خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe في تحديد مجموعة الأوامر ومزايا أقراص الحالة الصلبة المزودة بمنفذ الملحقات الإضافية السريع (PCIe)، إذ سرعان ما اكتسبت هذه الخاصية زخماً قوياً باعتبارها بروتوكول التخزين المفضل بالنسبة لبعض المستهلكين والمؤسسات، ولا سيما في مجالات الأعمال القائمة على البيانات والتي يتطلب عملها أداءً مستقراً وطويل الأمد. ويشكل التحول نحو خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe في أقراص الحالة الصلبة لدى المؤسسات ترقية ضرورية لدعم التطبيقات الخاصة بتنفيذ المهام الحرجة وجوانب أخرى مختلفة.

ولأن هذا التوجه لا يزال في بداياته، فإنه من الضروري أيضاً الإشارة إلى أن عدداً كبيراً من إعدادات الأجهزة الخاصة بأنظمة الحواسب والخوادم لا تزال تعمل باستخدام واجهة التوصيل SATA أو SAS. وتبقى واجهة التوصيل SATA المعيار الأساسي المستخدم في القطاع فيما يتعلق ببروتوكولات التخزين. وفي الواقع، لا يزال عدد كبير من مدراء البيانات غير راغبين بترقية أنظمتهم، وقد يختارون استخدام مزيج متساوٍ من الأقراص المزودة بواجهة التوصيل SATA والأقراص المزوّدة بخاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe في خوادمهم. ويُعزى ذلك إلى أن التحول نحو خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe، رغم جميع مزايا القيمة المضافة التي توفرها، يُعدّ مكلفاً لأنه غالباً ما يتطلب إجراء تعديلات تقنية واسعة النطاق. كما أن الكثير من الخوادم المستخدمة حالياً لا تحتوي على ما يكفي من منافذ الملحقات الإضافية السريعة PCIe والتي تستخدمها خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe لتمكين عملية النقل عالية السرعة للبيانات، ما يجعل من إمكانية تطبيق هذه الخاصية على نطاق واسع أمراً مستحيلاً.

وعند أخذ ذلك بعين الاعتبار، يأتي إلى أذهاننا السؤال التالي: هل يتعين علينا التخلي بشكل كامل عن واجهات التوصيل SATA والانتقال نحو استخدام خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe؟

للتوصل إلى قرار يلائم احتياجاتكم، فإنه يتعين عليكم دراسة النظامين بشكل معمق، ومقارنة الإيجابيات والسلبيات بينهما بالنظر إلى أن أدائهما يمكن أن يتأثر بمجموعة من العوامل مثل نظام التشغيل ومدى توافقية الأجهزة.

واجهة التوصيل SATA: تمتاز بقدرتها على دعم الأجهزة المختلفة

تم طرح واجهة التوصيل SATA في عام 2000 لتوفير سرعات اتصال أكبر وتحسين الأداء بالمقارنة مع المعيار Parallel ATA. وفي إطار التطوير المستمر لهذه التقنية، تم إطلاق واجهة التوصيل SATA III التي توفر معدل نقل للبيانات بسرعة 600 ميغابت بالثانية. وتستخدم هذه النسخة واجهة تحكم المضيف المتقدمة (AHCI) لتوصيل وسائط التخزين مع نظام الحاسوب.

وبفضل تصميمها عالي الكفاءة من حيث التكلفة، يمكن لواجهة التوصيل SATA دعم مجموعة واسعة من الأجهزة، والحفاظ على حضورها المهيمن من ناحية عامل الشكل. كما تتم الاستفادة منها في دعم المهام التي لا تتطلب نقلاً سريعاً للبيانات مثل أرشفة البيانات وتخزين الملفات التي يندر استخدامها.

وتعد كينغستون إحدى الشركات الرائدة في القطاع والتي توفر مجموعة واسعة من المنتجات المزودة بواجهة التوصيل SATA لعملائها من المستهلكين والشركات. وتشمل قائمة الحلول التي توفرها الشركة أقراص A400SSD وUV500SSD وKC600 SSD وDC500 SSD وDC450R SSD، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من أقراص التخزين متعددة النماذج والسعات، والتي توفر مستويات أفضل من السرعة والأداء والموثوقية بالمقارنة مع أقراص التخزين التقليدية.

ولكن على الرغم من أنها تمثل تطوراً كبيراً بالمقارنة مع سابقاتها، تُعدّ موصلات وقائمة أوامر واجهة التوصيل SATA غير كافية من ناحية دعم بيئات العمل التي تتطلب استخدام كمية ضخمة من البيانات. كما تفتقر هذه التقنية للقدرة على دعم الأجهزة التي تتطلب نقلاً سريعاً للبيانات بزمن استجابة منخفض، ما يتطلب استخدام تقنية بديلة عنها.

خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe ذات الأداء العالي

تستخدم خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe، المصممة خصيصاً لأقراص الحالة الصلبة SSD، منافذ الملحقات الإضافية السريعة PCIe، والتي يمكنها نقل البيانات بسرعة أكبر بمعدل 25 ضعفاً بالمقارنة مع واجهة التوصيل SATA لنقل البيانات بين واجهة التخزين ومعالجات أنظمة التشغيل. وتمتاز الأقراص المزودة بخاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe بقدرتها على العمل مع جميع أنظمة التشغيل الرئيسية بصرف النظر عن عامل الشكل، ما يمنحها القدرة على إرسال الأوامر بسرعة تزيد بمقدار الضعف عن الأقراص المزودة بواجهة AHCI، وتوفير سرعات أكبر بنسبة 900% بالمقارنة مع مثيلاتها من أقراص AHCI، بينما تزيد عمليات الإدخال/الإخراج بالثانية عن مليون عملية.

وتتوافر خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe مع منافذ الملحقات الإضافية السريعة PCIe، وعوامل الشكل M.2 وU.2 وغيرها من عوامل الشكل الأخرى، لتتحول بذلك إلى معيار جديد في القطاع بالنسبة للخوادم في مراكز البيانات وأجهزة العملاء مثل الحواسب المحمولة والحواسب المكتبية وأجهزة الألعاب. كما يتيح عامل الشكل U.2 للأقراص المزوّدة بخاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe إمكانية التوصيل السريع مع الخوادم ذات منافذ التحميل الأمامية إذا كان الجهاز المضيف ونظام تشغيله يدعمان هذه الخاصية.

ويشكل التحول نحو استخدام بروتوكول خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe الخيار الوحيد المتاح عندما تتطلب الشبكة بأكملها توفير أنظمة عالية الأداء والسرعة والاستجابة. كما يعد بروتوكول NVMe عاملاً أساسياً عند الحاجة لدعم التطبيقات متعددة المستويات والتي تتطلب كماً ضخماً من البيانات أو عند الحاجة إلى أقراص عالية الأداء مع عدم توفر مساحة كافية في الأجهزة. وتقدم كينغستون مجموعة واسعة من حلول خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe مثل أقراص A2000 وKC2500، إلى جانب الحلول الخاصة بالشركات مثل أقراص DC1000B وDC1000M لمواكبة الاحتياجات الحالية المحددة في السوق.

وقبل شراء أقراص الحالة الصلبة المزودة بخاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe، يتعين عليكم التحقق من توافقيتها مع أجهزتكم ونظام التشغيل الذي تستخدمونه. وينبغي الأخذ بعين الاعتبار أيضاً مقدار التكلفة الأولية نظراً لارتفاع تكاليف نشر خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe. وثمة حالات تتطلب من العملاء إجراء تغييرات في أجهزتهم مثل شراء لوحات إلكترونية معززة ولوحات أم جديدة لضمان تحقيق التوافقية.

وعلى الرغم من تفوّق خاصية الذاكرة غير المتطايرة NVMe على واجهة التوصيل SATA، فلا يوصى بالتخلي عن الأخيرة بشكل نهائي. ومثل باقي التقنيات المتاحة في السوق، قد يوفر الجمع بين النظامين طريقة عملية لترقية أنظمة العمل. وفي نهاية المطاف، من الأفضل دائماً الأخذ بعين الاعتبار جميع إيجابيات وسلبيات النظامين، ثم اتخاذ القرار الأمثل بما يواكب احتياجاتكم ومتطلباتكم على المدى الطويل.