דיסק NVMe
פרקי ההרצאה: דיסק NVMe
תמלול ההרצאה: דיסק NVMe
הטקסט המלא של הדקות הראשונות בהרצאה «דיסק NVMe» בקורס הווידאו של PracticU – כתוביות בעברית עם זמן התחלה לכל פסקה. כך תוכלו לקרוא ולחפש את הנושאים לפני שמתחילים ללמוד.
שלום לכולם, ברוכים הבאים להרצאות על דיסקים. אנחנו נתחיל בזה שנבין את המבנה הפיזי של דיסק, איך הוא בנוי בפנים, ומה המהירויות שלו, ובאיזה חומר הוא עשוי בפנים, וזה מאוד מאוד חשוב שתדעו.
כי כשתבואו לקנות דיסקים, אתם צריכים לדעת איך הם עשויים בפנים, ובאיזה מהירויות הם עובדים. אחרי זה נדבר על קונטרולר, שזה למעשה השפה שבה מדבר לוח אם עם הדיסק, זה נקרא בקר.
שמבקר את הפעילות של הדיסק, אז איך הם מתקשרים, באיזה שפה הם מדברים, וזה גם משפיע מאוד על המהירות של הדיסק. והדבר האחרון שמאוד מאוד חשוב זה צורת החיבור הפיזית, איך פיזית דיסק מחובר למחשב.
והשילוב של שלושת הרכיבים האלו, של חיבור פיזי, של בקר ושל מבנה בתוכו, יוצרים לי את הפתרון הכולל של דיסק בתוך מחשב.
אתם חייבים להכיר את כל הדברים האלו כי אתם תתעסקו בזה ביום-יום. ובסוף כשתבואו לקנות דיסק למחשב אתם צריכים להגיד לו מה המבנה הפיזי שלו בפנים, איך הוא יתחבר לתוך המחשב מבחינה פיזית ובאיזה תקן הם ידברו אחד עם השני.
כי אם תעשו משהו לא נכון או שזה לא יעבוד לכם או שזה יעבוד לכם מאוד לאט, אתם לא תנצלו את היכולות של המחשב שלכם. ובגלל שיש פה שלושה רכיבים זה קצת מבלבל. אז נתחיל מהדבר הראשון שזה פיזיקל דיסק.
פיזיקל דיסק, דיסק פיזי יכול להיות מורכב ממשהו מגנטי כמו צלחות מסתובבות כאלו ויש לנו ראשים שקוראים את המידע המגנטי. אתם רואים ככה זה נראה וזה דיסקים שאתם מכירים כבר המון המון המון שנים.
הבעיה שלהם שהם מאוד איטיים. לוקח לי דיסק להסתובב עד שהראש הזה מגיע למקום הנכון וקורא את המידע ויש גם ראש מהצד השני, כן? מכל צד יש ראש.
כי הוא כותב גם מלמעלה של הדיסק וגם מלמטה, ויש כמה פלטות כאלו. לדוגמה, פלטה אחת כזאת יכולה להיות נניח טרה. אז אם יש לי נניח ארבע פלטות, אז יש לי ארבע טרה בתוך הדיסק.
אז הפלטה צריכה להסתובב, הראש צריך לזוז שמאלה ימינה עד שהוא יגיע למקום הנכון. ואם אחרי זה צריך ממקום אחר לקרוא מידע, צריך עוד פעם לחכות שזה יסתובב, והמהירות של הסיבוב היא זאת שקובעת.
יש כאלו שמסתובבים 5,400 סיבובים בדקה, יש כאלו 7,200 סיבובים בדקה, יש דיסקים יקרים של 10,000 סיבובים בדקה, ודיסקים הכי מהירים שאני מכיר זה 15,000 סיבובים בדקה.
עכשיו כל המהירויות האלו זה בעצם מהירות שבה מסתובב הדיסק והראש זז שמאל לימינה בשביל לקרוא ממנו. בסוף בסוף אנחנו מגיעים ל-100 מגה בייט בשנייה של מידע שאפשר לקרוא בערך 100-150 מגה בייט בשנייה.
עכשיו זאת אומרת אם הקובץ שלי זה נניח ג'יגה וחצי שזה ג'יגה וחצי זה 1500 מגה בייט בשנייה אז נקרא אותו תוך 10 שניות. ייקח לו 10 שניות לקרוא את הקובץ של ג'יגה וחצי.
זה הדבר הראשון זה דיסק מגנטי יש לנו דיסקים חדשים שהם נקראים ssd שהם במקום הראש המגנטי הזה יש לנו פה צ'יפים כאלו כמו דיסק און קי כמו פלאש דרייב שעל ה-disc on key כזה על ssd כזה אין שום דבר מסתובב המידע נשמר בתוך הצ'יפים האלו והמהירות שלהם הרבה הרבה יותר גבוהה אנחנו דרך אגב יכולים לראות פה איך המידע מתחלק שהראש ידע איפה לקרוא בדיוק ואיך הוא
זז ואיזה מהירויות הוא זז והנה יש לנו פה הסברים מאוד מפורטים על זה מי שמעוניין זה יותר לחוג אלקטרוניקה מתאים אז תדעו שיש מגבלה לדבר הזה מגבלה מכנית בואו נבדוק דרך אגב מה המהירות של המחשב שלי לדוגמה אם נלך לנפתח תוכנה שנקראת קריסטל דיסק אתם רואים את התוכנה הזאת אנחנו יכולים לראות באיזה מהירות היא
קוראת מהדיסק מקוננסי ומאיזה מהירות היא כותבת בקוננסי ויש לנו פה כל מיני סוגי בדיקות אז אנחנו יכולים להריץ נניח על קונן m שלי ולהגיד לו תעשה בדיקה ולראות עכשיו שימו לב המערכת שלי עכשיו מקליטה את המסך ויש יש לי כל מיני תוכנות שרצות ברקע אז זה כן יכול להשפיע על התוצאות
אז הוא הולך שלוש פעמים לבדוק 256 מגה בייט באיזה צורה הוא קרא אותם ושימו לב הוא קורא אותם במהירות של 63 מגה בייט בשנייה למה המהירות היא כזאת איטית כי זה דיסק מגנטי דיסק מגנטי אצלי במחשב עובד במהירויות בין 50 ל-150 מגה בייט בשנייה עכשיו אם אני אעבור לכונן שיא שלי שכונן שיא שלי הוא מסוג ssd שזה החומר הזה שלא מסתובב תראו זה היה 63 ועכשיו אם נעשה
ככה אתם תראו שהמהירויות פתאום עולות לסכומים הרבה יותר מטורפים למספרים מטורפים למה כי זה ssd זה חומר אחר בארדיסק תראו 2500 עכשיו תשאלו אותי למה לא הכל אצלי ssd למה אני קניתי גם דיסק מגנטי וגם דיסק ssd בגלל הכסף התשובה היא נורא פשוטה דיסק ssd הרבה יותר יקר ואני בשביל לחסוך קניתי
את הדיסק מגנטי לתמונות ולכל מיני מידע שתופס הרבה מקום, וכל מיני תוכנות במערכת ההפעלה יושבות על כונן C. אז אנחנו רואים פה שהמהירות קריאה שלו זה 2600 שזה מצוין, ובואו נתקדם לנושא הבא, זה קונטרולר. מה זה קונטרולר?
קונטרולר זה השפה בה מדבר הלוח אם עם הדיסק. יש לנו את השפה הישנה שנקראת SATA והיא מוגבלת ל-600 מגה בייט בשנייה. התקן הזה של SATA מוגבל ל-600 מגה בייט בשנייה ויש לנו את NVME שזה התקן החדש שיצא ב-2013 שהוא בעצם לא מוגבל.
יש לו מגבלה תיאורטית אבל המגבלה הזאת היא כל כך כל כך ענקית שהיא לא באמת רלוונטית כי הוא לוקח את הרוחב פס שלו ישירות מ-PCI אקספרס, מלוח M. הוא לא עובר דרך בקר מיוחד של סאטה אם אתם רוצים לדעת איך נראה סאטה בואו נכתוב בגוגל סאטה ניכנס לאימג'ס ואתם ישר תראו זה הכבלים האדומים האלו שמתחברים לארדיסק יש לנו דיסק חיצוני והוא מתחבר אליו
ככה לרוב נראה סאטה עם כבלים כאלו שמתחברים לדיסקים עכשיו תכף אנחנו נדבר על זה שזה לא חייב להיות ככה אבל לרוב זה מה שאתם תראו במציאות חיבורים כאלו קטנים בלוח m מהחיבור הזה יוצא כבל סאטה אדום והוא מתחבר לדיסק.
אז אמרנו שסאטה זה בעצם לרוב מופיע כמו כבל אדום, אבל לא חייב להיות. כי סאטה זה גם בקר וגם צורת חיבור. הסאטה, לפי התקן שלו, מוגבל ל-600 מגה-בייט בשנייה, והפסיקו לפתח אותו.
העבירו אותו לשיטה החדשה, עובדים בשיטה החדשה, שנקראת NVME. מה זה NVME? NVME זה למעשה לקחת את רוחב הפס, ישירות מפי סיה אקספרס מהכרטיסים האלו שמכניסים איפה שכרטיסי מסך נכנסים איפה שנכנסים כרטיסי הרחבה למחשב אז אנחנו לוקחים את הפסי הרחבה
האלו ומכניסים לתוכם ישירות דיסק בלי לעבור דרך בקר מיוחד כמו סאטה אז התקן הזה שמאפשר ללוח M לדבר עם ה-hard disk ישירות דרך סלוטים של פי סיה אקספרס נקרא NVME ואל תתבלבלו זה לא קשור לצורת חיבור יש הרבה צורות חיבור וזה הנושא הבא שלנו צורות חיבור NVME לרוב מוגבל לארבע קווים של PCI
אקספרס זה לא חייב להיות אבל הוא בעצם מוגבל על ידי כמות הקווים שהעדכן הספציפי לוקח וכל קו יש לו מגבלת מהירות PCI אקספרס בגרסה שלוש מוגבל לג'יגה בייט בשנייה וPCI אקספרס ארבע כבר שתי ג'יגה בייט בשנייה בשנייה אז תלוי כמה כאלו קווים הכרטיס לוקח לעצמו אז אם הכרטיס ייקח לדוגמה 4 קווים אז יהיה לו מגבלה של 8 ג'יגה בייט בשנייה אז בעצם nvme מחובר ישירות ללוח
m והדבר האחרון שאתם צריכים להכיר זה form factor זה צורת חיבור יש צורת חיבור שנקראת m2 בואו נראה אותה אם אנחנו נלך כאן בלגוגל ונרשום m2 אנחנו נראה שזאת צורת החיבור שהיום זה הכי להיט, שזה מתחבר ישירות ללוח M. אתם יכולים לראות שזה מתברג ישירות בתוך לוח M.
זה נראה כמו כרטיס כזה שנכנס לחיבור מיוחד שיש לו בלוח M, והוא יכול לעבוד גם כ-NVME וגם כ-SATA. לכן אסור להתבלבל בין צורת חיבור לבקר, לבין שפה שבה הוא מדבר. הנה, אתם רואים, ממש רואים שזה בתוך לוח M.
מה אנחנו רואים? אנחנו רואים שיש M2 כצורת חיבור ומה הכי מבלבל שהM2 הזה למרות שהוא חדש הוא יכול לעבוד בתקן הישן של סאטה ואז גם אם הוא חדש הוא עדיין יהיה מוגבל ל-600 מגה בייט בשנייה כי הוא עובד עם סאטה אז אל תתבלבלו בין צורת חיבור של M2 לזה שהM2 הזה יכול לדבר בשפת סאטה עם ארדיסק
מהיר זאת אומרת אם תקנו ארדיסק ssd מהיר