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¿Qué es un SSD NVM Express? Conoce su rendimiento, tipos, ventajas y desventajas

Necesitas un SSD, pero te pierdes entre los M.2 SATA, M.2 NVMe y los de 2.5 pulgadas, ¿verdad? Pues, te explicamos las diferencias entre ellos, centrándonos en los SSD M.2 NVMe.

Aunque por fuera parezcan el mismo SSD M.2, hay claras diferencias entre un NVMe y un SSD SATA, sobre todo en relación a las velocidades de transferencia. Creemos que es útil que conozcáis realmente qué significa NVMe, y por qué el rendimiento de estas unidades se dispara frente a los SSD de 2.5 pulgadas o SSD SATA M.2.

Qué es NVMe y cómo afecta a un SSD

ssd m2 nvme

Las siglas NVMe se refieren a Non-Volatile Memory Express o Memoria Express no volátil y se trata de un protocolo para acceder a medios de almacenamiento a alta velocidad que está optimizado por NUMA (Non Uniform Memory Access) y que se conecta al subsistema de memoria.

Este protocolo es usado para memorias NAND, las cuales están presentes en los SSD, que son conectadas a la CPU mediante la interfaz PCI-Express. Este protocolo está basado en carriles PCIe, por ello es importante diferenciar entre un NVMe PCIe 3.0 y un NVMe PCIe 4.0.

Gracias a NVMe, los SSD M.2 aprovechan rutas de datos paralelas de baja latencia, lo que se traduce en un rendimiento brutal y una latencia más baja que en SAS o SATA. Hablando en plata, las velocidades de transferencia se van más allá de los 2000 MB/s, aunque dependerá mucho del modelo: pueden ser inferiores o superiores a esa cifra.

ORICO-Thunderbolt-3-NVME-M.2

Hay que tener en cuenta que un protocolo convencional carga de trabajo a la CPU, algo que es ineficiente para las empresas. De este modo, el protocolo NVM Express surge para dar una solución a las empresas:

  • Pueden gestionar cargas de trabajo potentes.
  • Reducen el coste.
  • Rendimiento mejorado.

¿Por qué son tan rápidos los SSD NVMe M.2?

nvm Express

Para entender por qué son tan rápidos, vamos a analizar la arquitectura NVMe. En primer lugar, el protocolo NVMe es capaz de soportar varias colas de E/S, hasta 64K y eso que cada cola tiene entradas 64K. Si lo comparamos con SATA o SAS:

  • Solo admiten colas individuales.
  • Cada cola puede tener entre 254 y 32 entradas.

Por el contrario, el software de NVMe es capaz de crear varias colas, habiendo un límite máximo fijado por el controlador, la carga de trabajo o nuestro sistema. Una de las claves de NVM Express está en su optimización de la carga de trabajo, desahogando a la CPU en las transferencias de datos.

También, los SSD NVMe M.2 son más rápidos porque su arquitectura permite que las aplicaciones se inicien, ejecuten y finalicen las distintas solicitudes de E/S de forma simultánea, maximizando su velocidad y minimizando la latencia.

CPUs multinúcleo para aprovechar la máxima potencia de NVMe

núcleos en NVMe

Necesitaremos un procesador de varios núcleos si queremos obtener el máximo rendimiento de un SSD NVMe M.2, pero, ¿por qué? Debido a su optimización para NUMA, lo que permite a los núcleos del procesador compartir las colas, su prioridad y los mecanismos de arbitraje.

A grosso modo, los SSD NVMe pueden recopilar comandos y procesarlos para proporcionar más IOPS y latencias más bajas. La arquitectura NUMA adquiere importancia en servidores y centros de datos porque permite que todas las CPUs de un equipo accedan a la memoria global directamente.

NVMe PCIe 3.0 vs NVMe PCIe 4.0

samsung 970 vs 980

Aunque ya mostramos la comparativa entre PCI-Express 3.0 vs PCI-Express 4.0, queremos rescatar un apartado en el que nuestro compañero Breixo comparaba los SSD M.2 NVMe PCIe 3.0 vs PCIe 4.0. Existen diferencias patentes en velocidades de transferencia, pero, ¿por qué?

Los slots M.2 suelen usar PCIe x2 o x4, es decir, 2 o 4 líneas PCI-Express en comparación con otras ranuras x8 o x16. Como bien exponíamos, hay claras diferencias cuando aumentamos raíles:

  • PCIe x2: máximo 1969 MB/s.
  • PCIe x4: máximo 3938 MB/s.

Estas cifras se dan en PCI-Express 3.0, ya que cuando nos vamos a los SSD PCIe 4.0 encontramos velocidades de lectura que ascienden a 7000 MB/s o más. El motivo reside en que el ancho de banda de PCIe x4 en PCI-Express 4.0 se duplica, llegando a los 7880 MB/s.

Samsung-980-Pro velocidad escritura

El problema de estos SSD PCIe 4.0 radica en que son muy caros y cuentan con una limitación importante: la interfaz PCI-Express 4.0. Salvo que tengamos equipos entusiastas o muy recientes, nuestra plataforma soportará PCI-Express 3.0, por lo que es inútil comprarnos una unidad NVMe PCIe 4.0.

Está claro que la diferencia de velocidades de transferencia entre SSDs es abismal, pero el usuario medio no lo notará si solo lo utiliza para jugar. Cuando manejamos herramientas profesionales o su uso está destinado a centro de datos, ahí sí que encontramos más utilidad en ese cambio de rendimiento.

Entre 2021 y 2022 se irá implantando de forma nativa hasta convertirse en el nuevo estándar. Actualmente, las plataformas que soportan PCIe 4.0 son:

  • Chipset AMD X470.
  • AMD B550.
  • AMD X570.
  • Algunas placas Z490.
  • Chipset Z590.
  • Procesadores portátiles Tiger Lake de 11ª generación.
  • Ryzen 5000 para portátiles (Cezanne).

Factores de forma M.2

Esto se aplica tanto a los NVMe como a los SATA, ya que estamos hablando de un SSD M.2 al fin y al cabo. Si nos fijamos, podemos encontrar distintas longitudes y anchuras entre las unidades M.2. La razón descansa en que no todos los equipos tienen el mismo espacio (portátiles, sobremesas, mini PCs, etc.).

Todos los SSD M.2 son rectangulares y encontramos estas diferencias en sus dimensiones.

Anchura 12, 16, 22 o 30 mm
Longitud 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 o 110 mm

En el caso de las placas base de escritorio no hay problema porque se aceptan varias longitudes, pero sí puede serlo en los portátiles. Respecto a los SSD M.2, encontramos estos factores de forma:

nvme m.2 factor de forma

Los más comunes son los 3 que aparecen en la derecha del todo:

  • TYPE 2260.
  • TYPE 2280.
  • TYPE 22110.

En portátiles, los TYPE 2280 y 2260 son muy usados por su tamaño. Igualmente, si tenéis dudas, podéis acudir a la ficha técnica de la unidad SSD M.2 que queréis comprar para averiguar qué factor de forma tiene. Si no lo pone expresamente, podéis averiguarlo viendo la anchura y longitud del SSD.

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Esperamos que os haya sido de ayuda esta información. Si tenéis alguna duda, comentad abajo y os responderemos enseguida. ¿Qué SSD tenéis? ¿Utilizáis NVMe M.2?

Ángel Aller

Graduado en Derecho y estudiando el máster de Abogacía. Amante de los videojuegos y geek inconformista. Leal a Alt+F4. Alicante.
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