الفرق بين أقراص SSD وأيّهما أسرع.. NVMe أم SATA ؟

خلال السنوات الأخيرة، أثبتت أقراص SSD نفسها كبديل يستحق الاعتبار مع الكثير من الميزات الإضافية مقارنة بنظيرتها من نوع HDD.

وبالرغم من أنها لا تزال قليلة الانتشار نوعًا ما، فهي تحصل على اهتمام أكبر وأكبر مؤخرًا مع إدراك العديد من الأشخاص فوائدها، حيث بإمكان هذه الوحدات أن تُحدث نقلة نوعية فريدة في أداء الحواسيب التي تعتمدها.

وإذا كنت تنوي شراء أقراص SSD حاليًا وتبحث في بعض الخيارات المتاحة في السوق، فهناك احتمال كبير أنك صادفت مصطلحات تقنية مثل SSD M.2 NVMe و SSD SATA لكنك لا تعرف تمامًا إلى ماذا تشير.

وببساطة شديدة، NVMe و SATA يشيران إلى واجهة الاتصال المستخدمة في الـ SSD وهما يؤثران بشكل مباشر على سرعة القراءة والكتابة لوحدة التخزين.

لذا في هذا المقال سنقوم بتسليط الضوء على الفرق بين كل نوع من حيث العوامل الأساسية المهمة لجعل الاختيار بينها أسهل.

وحدات SSD SATA III في مقارنة مع NVMe


على عكس الأقراص الصلبة القديمة من نوعية HDD، تمتلك أقراص SSD التخزينية أكثر من واجهة اتصال مختلفة، يتحكم جميعهم في المواصفات الأساسية لكل وحدة مثل حجمها، سرعتها، وسعرها في السوق.

حاليًا، يوجد ثلاث أنواع من وحدات SSD التخزينية. أحدها تعتمد على رقاقة PCB بواجهة SATA III التقليدية وبحجم 2.5 انش، وأخرى تعتمد على رقاقة M.2 التي يتراوح سمكها بين 7mm و 9.5mm وهي تنقسم إلى فرعين: أحدها يعتمد على واجهة SATA أيضًا، والآخر يعتمد واجهة PCIe ومعيار NVMe الأحدث.

ولكي تدرك مدى الفرق بين واجهة اتصال SATA III التقليدية وواجهة PCIe NVMe الجديدة. خذ على سبيل المثال قرص Samsung 860 Pro الذي يستخدم موصل SATA III ويقدم سرعة قراءة قصوى تبلغ 560 ميجابايت في الثانية.

بالمقارنة مع خليفته 960 Pro القائم على موصل PCIe NVMe فهو أسرع بست مرات منه، مع سرعة قصوى تبلغ 3500 ميجابايت فى الثانية.

لذلك تعتبر أقراص SSD التخزينية المعتمدة على واجهة اتصال PCIe NVMe محط اهتمام كل المستخدمين الباحثين عن سرعة قراءة وكتابة هائلة، ولا دهشة في كونها مستخدمة الآن لأقراص SSD الأحدث والأكثر تقدمًا — بدلًا من موصل SATA III القديم.

لتبسيط الأمور أكثر، SATA III و NVMe هما المصطلحان الأكثر استخدامًا للتمييز بين أقراص SSD القديمة والجديدة، التي يريدها الجميع بالتأكيد.

ولكن، ما هو SATA III ؟

أقراص SSD

من حيث المبدأ، فإن SATA هو عبارّة عن ناقل أو وصلة قياسية لوصل وحدات التخزين مثل الأقراص الصلبة، والأقراص المرنة في الحواسيب.

تم تقديم SATA لأول مرة في عام 2000 ليحل محل معيار (Parallel ATA (PATA الذي سبقه، ليصبح الواجهة السائدة لأجهزة التخزين. وفي ذلك الوقت، استطاع SATA أنّ يوفر سرعة نقل عالية، مما يعني أداءً محسنًّا بشكل كبير مقارنة بالمعيار السابق.

ثم جاء بعد ثماني سنوات الجيل الثالث من الوصلة (SATA III) مع معدل نقل أقصى يبلغ 600 ميجابايت في الثانية.

وتحتاج وصلة SATA III نوعًا محددًا من الموصلات لتوصيل وحدات التخزين في أجهزة الكمبيوتر المحمول، بينما تستخدم نوعًا محددًا من الكابلات (موضحة في الصورة) للاتصال باللوحة الأم للكمبيوتر المكتبي.

بمجرد توصيل وحدة التخزين بالكمبيوتر عبر وصلة SATA III، تكون بذلك قد أتممت نصف العمل فقط. النصف الثاني هو إنشاء تواصل فعلي بين وحدة التخزين هذه مع الكمبيوتر، وهو ما تقوم به واجهة التحكم التي بداخلها والمسؤولة عن تنفيذ مجموعة من العمليات المتعلقة بقراءة البيانات وكتابتها.

تنتمي هذه الوظيفة إلى بروتوكول AHCI في اللوحة الأم، فهي الطريقة الأكثر شيوعًا التي تستخدمها وحدات التخزين التي تعمل من خلال وصلة SATA III للتواصل مع نظام الكمبيوتر، والتي تعمل على تقليل الفاصل الزمني بين الوقت الذي يقوم فيه النظام بطلب البيانات ووقت توفر البيانات من وحدة التخزين.

لسنوات طائلة، كانا SATA III و AHCI يعملان على نحو متناسق، بما في ذلك خلال الأيام الأولى من ظهور وحدات SSD التخزينية.

لكن في السنوات الأخيرة، أصبحت وحدات SSD تقدم سرعات عالية جدًا لدرجة أنها تخطت حاجز قدرات النقل الخاصة بوصلة SATA III. لذا، لم يكن بإمكان وصلة SATA III وبروتوكول AHCI ببساطة توفير نطاق ترددي كافٍ لوحدات SSD ذات القدرة البالغة.

إذًا، مع انتقال سرعات وقدرات وحدات SSD إلى مستوى جديد، كان لابد من البحث عن بديل أفضل من وصلة SATA III للاستفادة من هذه السرعة. ولحسن الحظ، تبين أن هناك بالفعل بديل مناسب للغاية على أجهزة الكمبيوتر ألا وهو منفذ PCIe.

حسنًا، وما هو منفذ PCIe؟

يُعد منفذ PCIe واجهة اتصال أخرى، لكنها ليست مخصصة لأجهزة التخزين فقط، وإنما العديد من الملحقات الثانوية.

فعادًة ما يتم استخدامها لتوصيل بطاقة رسومية خارجية في الكمبيوتر أو توصيل بطاقة الصوت وبطاقة الشبكة وبطاقات توسيع Thunderbolt وأيضًا توصيل وحدات التخزين القائمة على وصلة M.2 (سنتحدث عنها لاحقًا).

هذا المنفذ متوفر منه عدة أنواع بأحجام مختلفة، ولكن فقط في اللوحات الأم المصممة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية.

فإذا نظرنا إلى الصورة المرفقة أعلاه، يمكنك بسهولة رؤية مكان تواجد فتحات PCIe وغالبًا ما تأتي في أنواع مختلفة تسمى x16 و x8 و x4 و x1.

تشير هذه الأرقام إلى عدد ممرات نقل البيانات الموجودة في الفتحة. كلما زاد عدد الممرات، زادت البيانات التي يمكنك نقلها، ولهذا السبب تستخدم بطاقات الرسومات فتحات x16 الأكبر.

هناك أيضًا فتحة M.2، والتي تظهر أسفل الفتحة العلوية x16 في الصورة أعلاه. يمكن أن تستخدم فتحات M.2 ما يصل إلى أربعة ممرات، وبالتالي فهي تسمى تقنيًا x4.

وتحتوي فتحات PCIe الرئيسية في أي كمبيوتر على ممرات متصلة بالمعالج الرئيسي (CPU) للحصول على أفضل أداء ممكن. بينما تتصل باقي فتحات PCIe بشريحة التعريف (Chipset). هذا يدعم أيضًا الاتصال السريع إلى حد ما بالمعالج وباقي مكونات الكمبيوتر الأخرى، ولكن ليس بسرعة الاتصالات المباشرة.

وجدير بالذكر أنّه يوجد حاليًا جيلان من منفذ PCIe: ألاول هو 3.0 (الأكثر شيوعًا) والثاني هو 4.0 الذي يعتبر جديد تمامًا وبالتالي لم يتم دعمه إلا على عدد محدود من المعالجات واللوحات الأم مثل معالجات AMD Ryzen 3000 واللوحات الأم X570. وكما تتوقع، فإن الإصدار 4 بالتأكيد أسرع.

في الوقت نفسه، فإن معظم المكونات (الملحقات الثانوية) لم تشبع بعد الحد الأقصى لعرض النطاق الترددي لـ PCIe 3.0. لذا، في حين أن PCIe 4.0 مثير للإعجاب، إلا أنه ليس ضروريًا لأجهزة الكمبيوتر الحديثة.

أقراص SSD تعتمد على PCIe ومعيار NVMe

منفذ PCIe، كما أشرنا، يعتبر واجهة اتصال مثل SATA III؛ كلاهما يستخدمان لتوصيل المكونات الفردية بالكمبيوتر.

وتمامًا كما تحتاج وصلة SATA III إلى بروتوكول AHCI قبل أن يتمكن قرص HDD أو وحدة SSD التخزينية من الاتصال بالكمبيوتر، تعتمد وحدات SSD القائمة على منفذ PCIe M.2 على وحدة تحكم تعمل من خلال بروتوكول الذاكرة غير المتغيرة السريعة أو NVMe (اختصارًا لـ Non-Volatile Memory Express).

بمجرد ظهور هذه التقنية، بدأت الشركة المصنعة تتهافت عليها إلى أن أستبدل NVMe بروتوكول AHCI القديم. حيث يعتبر NVMe معيار أفضل بكثير وقادر على قبول أوامر أكثر من مرة في نفس الوقت من وحدات التخزين التي تعتمد على وصلة SATA III و AHCI. هذا بالإضافة إلى انخفاض زمن الوصول، مما يجعل الوحدات القائمة على NVMe أسرع وأكثر استجابة.

ولكن، السؤال المهم هنا هو: كيف يعمل بروتوكول NVMe ؟ ببساطة، هو يسمح لوحدات SSD التخزينية بالعمل على أقصى سرعات قراءة وكتابة يمكن للذواكر الفلاشية (التي تستخدمها وحدات SSD لتخزين البيانات) الوصول إليها.

بعبارًة أخرى، كانت الذواكر الفلاشية في وحدات SSD محدودة بالسرعة الخاصة بوصلة SATA III. بينما في حالة اعتماد وحدات SSD على واجهة اتصال PCIe السرعة، فالذواكر الفلاشية ستعمل دون قيود وبشكل مباشر مع منفذ PCIe M.2.

كيف تبدو أقراص SSD التي تعتمد معيار NVMe ؟

إذا ذهبت لشراء هارد SSD يعتمد معيار NVMe فما تحتاجه هو النظر في الوحدات التي تستخدم وصلة M.2.

وتصل سعة تخزين هذه الوحدات غالبًا إلى 1 تيرابايت، رغم ذلك، فإن حجمها الفعلي صغير جدًا — يشبه حجم الذاكرة العشوائية.

تتصل وحدات SSD M.2 بفتحات M.2 PCIe على اللوحة الأم والتي تحتوي ما يصل إلى أربعة مسارات لنقل البيانات. عادةً ما تعتمد هذه الوحدات هذه على بروتوكول NVMe، ولكن ضع في اعتبارك أيضًا أن هناك وحدات SSD M.2 تستخدم موصل SATA III والتي بالطبع سرعتها أقل – لذا تأكد من القرص بشكل جيد قبل الشراء.

وحدات M.2 التي تستند إلى SATA III ليست شائعة في هذه الأيام، لكنها موجودة. بعض الأمثلة الشائعة هي WD Blue 3D NAND و Samsung 860 Evo.

هل يجب للتخلص من الوحدات القائمة على SATA III ؟

على الرغم من أن وحدات SSD NVMe مثيرة للإعجاب، فلا يوجد سبب للتخلي عن أقراص التخزين التي مازالت تعتمد على وصلة SATA III حتى الآن. على الرغم من قيود السرعة لديها، فهي لاتزال خيارًا جيدًا للتخزين الثانوي.

أي شخص يقوم بتجميع PC جديد، على سبيل المثال، سيكون أمامه خيار جيد لاستخدام وحدات M.2 NVMe لتخزين ملفات النظام والملفات الأساسية ويمكنه بعد ذلك إضافة قرص صلب HDD أرخص أو قرص SSD بحجم 2.5 بوصة وبسعة أكبر عبر منفذ SATA III للتخزين الثانوي.

بالتأكيد الكل يرغب في أن تعمل وحدات التخزين لديه عبر منفذ PCIe السريع. ولكن في الوقت الحالي، تقتصر سعة تخزين وحدات SSD NVMe على حوالي 2 تيرابايت.

كما أن السعات الأعلى مكلفة جدًا. حيث أن تكلف وحدة M.2 NVMe بسعة 1 تيرابايت حوالي 100 دولار (نفس تكلفة وحدة SSD SATA III بسعة 2 تيرابايت).

قد يتغير السعر، بالطبع، مع ظهور وحدات M.2 ذات سعات أكبر وأكبر. فيما تقول شركة Kingston الشهيرة أننا يمكن أن نتوقع رؤية وحدات M.2 التخزينية بسعات 4 و 8 تيرابايت بحلول مطلع عام 2021.

حتى ذلك الحين، يعد الجمع بين وحدات M.2 ووحدات SATA III الثانوية هو الخيار الأفضل. تنطبق نفس الفكرة على الحواسيب المحمولة. فإذا كنت تشتري جهازًا جديدًا، فابحث عن جهاز مزود بذاكرة تخزين NVMe ومكان احتياطي لوحدة تخزين ثانوية SATA III أو SSD.

وإذا كان لديك جهاز كمبيوتر مكتبي أو كمبيوتر محمول حديث العهد، فمن المحتمل أن يكون به فتحات M.2 تدعم NVMe. في هذه الحالة، فإن ترقية الكمبيوتر وشراء وحدة SSD NVMe ستحدث نقلة نوعية في الأداء!