🔎 mSATA, PCIe, M.2, NVM: conheça diferenças entre as interfaces de SSDs

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NVMe, sigla para Non-Volatile Memory Express — memória não-volátil expressa, em tradução livre —, é um protocolo de comunicação e interface de driver criado especificamente para otimizar o desempenho das unidades de estado sólido (SSD). A tecnologia foi pensada para aproveitar a velocidade e o paralelismo oferecidos pela conexão PCIe em computadores — um tipo de barramento que facilita a conexão de diversos componentes ao sistema.

A ideia por trás do NVMe é substituir as tecnologias de armazenamento anteriores, como SATA e SAS, que foram inicialmente projetadas para discos rígidos (HDD). Apesar de serem aplicados em SSDs, estes protocolos mais antigos não são capazes de aproveitar totalmente as capacidades de unidades em estado sólido, já que foram desenvolvidos para dispositivos de armazenamento mecânico, que são muito mais lentos e não operam da mesma maneira que SSDs.

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A tecnologia NVMe foi desenvolvida para proporcionar maiores velocidade, eficiência e paralelismo no processamento de dados em SSDs em comparação com as tecnologias de armazenamento mais antigas. Ela aproveita a capacidade dos SSDs de processar um grande número de operações simultaneamente, superando as limitações de protocolos de armazenamento mais antigos.

A parte "não-volátil" do nome se refere ao tipo de memória usada em SSDs. Em contraste com a memória volátil, como a RAM, que perde todos os dados quando o sistema é desligado, a memória não volátil é capaz de reter dados mesmo sem energia. Isto significa que os SSDs podem armazenar informações de longo prazo, assim como um HDD tradicional, mas com muitos dos benefícios de velocidade e confiabilidade da memória RAM.

Já o termo "expresso" no NVMe se refere ao fato de que este protocolo usa o PCIe para se conectar diretamente ao processador do computador. Isto é diferente dos protocolos SATA e SAS, que devem passar por um controlador de armazenamento separado, adicionando latência e limitando a velocidade de transferência de dados.

O NVMe foi desenvolvido para se conectar diretamente ao sistema por meio do barramento PCIe. Em contraste com tecnologias mais antigas como SATA, que usam um controlador de armazenamento intermediário, o NVMe se conecta diretamente ao processador do computador. Isto elimina a latência adicionada pelo controlador e permite que o NVMe aproveite a largura de banda maior disponível por meio do PCIe.

Outro aspecto chave é a maneira como o componente lida com as operações de entrada e saída. Tradicionalmente, protocolos como SATA usavam uma única fila de comandos, que poderia conter até 32 deles. Esta quantidade era suficiente para HDDs, que são limitados por seu próprio desempenho mecânico, mas se torna um gargalo para SSDs, que são capazes de processar uma quantidade maior de comandos simultaneamente. Já os SSDs NVMe suportam até 64 mil filas de comandos, cada uma com a capacidade de conter até 64 mil comandos. Isto significa que o NVMe pode processar uma quantidade enormemente maior de operações de entrada e saída simultaneamente.

Desta forma, o NVMe também reduz a quantidade de overhead de CPU, o que significa que o processador passa menos tempo gerenciando operações de armazenamento e pode dedicar mais recursos a outras tarefas. O NVMe também possui uma série de comandos e funcionalidades avançadas que não estão presentes em protocolos mais antigos.

A principal vantagem do NVMe é, sem dúvidas, a velocidade. A conexão direta ao processador permite que ele ofereça velocidades de leitura e gravação significativamente mais rápidas do que as tecnologias de armazenamento mais antigas, como SATA e SAS. A velocidade se traduz em tempos de carregamento mais rápidos para apps e jogos, uma inicialização mais rápida do sistema operacional e um desempenho geral do sistema mais ágil.

O NVMe também oferece uma maior eficiência no gerenciamento de operações. Diferentemente do SATA, que pode processar apenas uma fila de comandos por vez, o NVMe suporta até 64 mil filas de comandos simultaneamente. Isto significa que o NVMe pode lidar com um número maior de operações simultâne, melhorando o desempenho geral, especialmente em situações como servidores de banco de dados ou estações de trabalho de alto desempenho.

Outro benefício do NVMe é a sua latência reduzida. A latência, que é o tempo que leva para uma operação ser concluída, é significativamente menor no NVMe em comparação com os protocolos mais antigos. Isto significa que os aplicativos e arquivos podem ser carregados mais rapidamente, melhorando a experiência do usuário.

Apesar de seus vários benefícios, o NVMe não está isento de desvantagens. A primeira e mais óbvia é o seu custo. Os SSDs NVMe tendem a ser mais caros do que os SSDs SATA equivalentes. Isto pode tornar o NVMe menos acessível para alguns usuários, especialmente aqueles com orçamentos mais apertados.

Além disso, para aproveitar ao máximo os benefícios do NVMe, é necessário ter um hardware compatível. Isto inclui uma placa-mãe com slots M.2 que suportem o protocolo NVMe, bem como um processador e um sistema operacional que também suportem essa tecnologia. Embora a maioria dos sistemas modernos suporte NVMe, alguns sistemas mais antigos podem não ser compatíveis.

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Por último, mas não menos importante, a implementação do NVMe pode ser um pouco mais complexa do que a dos SSDs SATA. Enquanto os SSDs SATA podem ser conectados simplesmente por meio de cabos SATA e alimentação, a instalação de um SSD NVMe requer a inserção do drive no slot M.2 da placa-mãe, o que pode ser mais desafiador para usuários menos experientes.

Comparando o SSD NVMe e o SSD SATA, a primeira diferença notável está na velocidade de transferência de dados. O NVMe, com sua conexão direta ao barramento PCIe, supera significativamente o SATA em termos de velocidades de leitura e gravação. Ele suporta um número maior de filas de comandos e pode processar um volume maior de operações simultâneas graças ao seu design avançado. Em contraste, o SATA, originalmente projetado para HDDs, é limitado em termos de velocidade de transferência de dados e quantidade de operações simultâneas que pode processar, mas é uma solução mais acessível que o NVMe.

Quando comparados aos HDDs, os SSDs NVMe levam ainda mais vantagem. Os HDDs usam discos magnéticos rotativos para armazenar dados, o que é muito mais lento do que a memória flash usada em SSDs NVMe. Por isso, o NVMe pode fornecer velocidades de leitura e gravação muito mais altas do que os HDDs, além de ter uma latência muito menor e ser mais confiável, pois não possui partes móveis. No entanto, os HDDs ainda têm uma vantagem significativa no custo por gigabyte (GB), tornando-os uma opção atraente para o armazenamento de grandes volumes de dados onde a velocidade não é uma prioridade.

Em comparação com o padrão SAS, o NVMe também apresenta benefícios. Embora ambos os protocolos sejam projetados para lidar com uma quantidade alta de operações, o NVMe permite velocidades mais altas de transferência de dados, já que se conecta diretamente à CPU. O SAS, no entanto, é frequentemente usado em ambientes empresariais, onde sua maior confiabilidade e o suporte para múltiplas conexões são cruciais. Além disso, o NVMe é geralmente mais fácil de implementar em um sistema de computador pessoal, enquanto o SAS geralmente requer hardware adicional para a conexão.

Para instalar um SSD NVMe, você precisará de uma placa-mãe que tenha um slot M.2 capaz de suportar conectividade NVMe. A maioria das placas-mãe modernas já vêm com um ou mais slots M.2, mas se você estiver usando um sistema mais antigo, pode ser necessário verificar as especificações da sua placa-mãe para garantir que ela tem o suporte adequado.

O NVMe requer uma conexão PCIe para se conectar diretamente ao processador. Em sistemas que suportam NVMe, a placa-mãe geralmente usará as lanes PCIe para conectar o SSD NVMe ao processador. No entanto, em sistemas mais antigos ou de baixo custo, pode não haver lanes PCIe suficientes disponíveis para permitir a conectividade NVMe.

Além do hardware, também existem considerações de software. O NVMe requer suporte do sistema operacional para funcionar corretamente. Felizmente, todos os principais sistemas operacionais modernos, como Windows 10, macOS e a maioria das distribuições Linux, têm suporte nativo. No entanto, se você estiver usando um sistema operacional mais antigo, pode ser necessário verificar se ele suporta NVMe ou se há drivers disponíveis para permitir o suporte.

Por fim, embora não seja um requisito estrito, um SSD NVMe também pode se beneficiar de um processador rápido. Como o NVMe se conecta diretamente ao processador e pode transferir dados a velocidades muito altas, um processador lento pode se tornar um gargalo e impedir que o SSD NVMe alcance seu desempenho máximo.

Uma opção recente de SSD NVMe é o Samsung 980 Pro. O componente promete alto desempenho com velocidades de leitura de até 7.000 MB/s e velocidades de gravação de até 5.000 MB/s, graças à interface PCIe 4.0. É uma boa opção para jogos e outras tarefas intensivas de dados. Ele também é equipado com tecnologia de gerenciamento térmico para garantir um desempenho consistente sob cargas pesadas. O produto pode ser encontrado por a partir de R$ 732 na Amazon.

Outro modelo disponível na Amazon Brasil é o WD Black SN850. Este SSD também utiliza a interface PCIe 4.0 e oferece velocidades de leitura de até 7.000 MB/s. O WD Black SN850 também é projetado para jogos, com um modo de jogo opcional que ajusta as configurações do SSD para oferecer um desempenho ainda melhor durante as sessões de jogos. Ele pode ser encontrado a partir de R$ 760. Em 2022, o TechTudo fez um review do desempenho do WD Black SN850 em um PlayStation 5 (PS5). Você também pode conferir as especificações do modelo em detalhes.

O SSD NVMe Crucial P5 Plus também tira vantagem da interface PCIe 4.0. Ele oferece velocidades de leitura de até 6.600 MB/s e é construído com memória 3D NAND de alta densidade para oferecer um desempenho confiável e eficiente. O P5 Plus também inclui recursos avançados de segurança, como encriptação de dados baseada em hardware. Este modelo pode ser encontrado a partir de R$ 519.

Por fim, o SSD Adata XPG Gammix S70 é outra opção de armazenamento de ponta com bom custo-benefício. Com velocidades de leitura de até 7.400 MB/s, é um dos SSDs NVMe mais rápidos disponíveis no mercado. Ele tem um design exclusivo com um dissipador de calor integrado para ajuda a manter o SSD funcionando em altas velocidades. O produto pode ser encontrado a partir de R$ 399 na Amazon.

Com informações de TechTarget, Digitaltrends e Kingston

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