Les unités de stockage NVMe dominent le paysage informatique actuel, et cette popularité est amplement justifiée. Elles surpassent non seulement les anciens SSD, mais offrent également une vitesse de transfert considérablement supérieure aux disques traditionnels de 2,5 et 3,5 pouces.
Comparaison entre NVMe et SATA III
Prenons l’exemple du Samsung 860 Pro de 1 To, un SSD de 2,5 pouces affichant une vitesse de lecture séquentielle maximale de 560 mégaoctets par seconde (Mo/s). Son successeur, le 960 Pro basé sur NVMe, pulvérise cette performance avec une vitesse atteignant 3 500 Mo/s, soit plus de six fois plus rapide.
En effet, les disques antérieurs à NVMe se connectaient aux PC via SATA III, la troisième version de l’interface de bus Serial ATA. NVMe, pour sa part, constitue l’interface du contrôleur hôte pour les SSD de dernière génération, plus performants.
Les termes SATA III et NVMe sont souvent employés pour différencier les anciens disques durs des toutes dernières technologies convoitées. Cependant, il est crucial de comprendre que NVMe ne représente pas la même catégorie de technologie que SATA III.
Nous examinerons plus en détail les raisons pour lesquelles les termes « SATA III » et « NVMe » sont utilisés pour comparer ces technologies.
Qu’est-ce que SATA III ?
Introduite en 2000, l’interface SATA visait à remplacer la norme Parallel ATA. Elle offrait des connexions plus rapides, et donc des performances nettement supérieures à sa devancière. Huit ans plus tard, la norme SATA III a été déployée, avec un taux de transfert maximal de 600 Mo/s.
Les composants SATA III utilisent un type spécifique de connecteur pour l’intégration dans un ordinateur portable, ainsi qu’un câble spécifique pour la connexion à une carte mère d’ordinateur de bureau.
Une fois qu’un disque est relié au système par SATA III, une étape cruciale reste à franchir : l’interface du contrôleur hôte. Cette fonction est assurée par AHCI, le moyen le plus couramment utilisé par les disques SATA III pour communiquer avec un système informatique.
Pendant de nombreuses années, SATA III et AHCI ont parfaitement rempli leur rôle, notamment lors des débuts des SSD. Cependant, comme l’a souligné un représentant du fabricant de disques Kingston, AHCI a été optimisé pour les supports rotatifs à latence élevée, et non pour les supports de stockage non volatils à faible latence comme les SSD.
Les SSD sont devenus si rapides qu’ils ont fini par saturer la connexion SATA III. En effet, SATA III et AHCI n’étaient plus en mesure de fournir la bande passante nécessaire aux SSD de plus en plus performants.
Face à l’augmentation des vitesses et des capacités de stockage, la recherche d’une solution alternative s’est avérée indispensable. Heureusement, cette alternative était déjà présente dans les PC.
Qu’est-ce que PCIe ?
PCIe est une autre interface matérielle. Elle est surtout connue pour la connexion des cartes graphiques dans un PC de bureau, mais elle est également utilisée pour les cartes son, les cartes d’extension Thunderbolt et les lecteurs M.2 (nous y reviendrons).
En observant une carte mère (voir ci-dessus), on peut facilement identifier les emplacements PCIe. Ils se présentent principalement sous les formes x16, x8, x4 et x1. Ces chiffres indiquent le nombre de voies de transmission de données d’un emplacement. Plus le nombre de voies est élevé, plus la quantité de données transférable simultanément est importante, ce qui explique pourquoi les cartes graphiques utilisent des emplacements x16.
L’image ci-dessus présente également un emplacement M.2, situé juste en dessous de l’emplacement x16 supérieur. Les emplacements M.2 peuvent utiliser jusqu’à quatre voies, soit x4.
Les principaux emplacements PCIe d’un ordinateur sont connectés directement au processeur pour des performances optimales. Les autres emplacements PCIe sont connectés au chipset, ce qui assure une connexion rapide au processeur, mais pas aussi rapide que les connexions directes.
Actuellement, deux générations de PCIe coexistent : la 3.0 (la plus courante) et la 4.0. Lancée au milieu de l’année 2019, la norme PCIe 4.0 n’était initialement prise en charge que par les processeurs Ryzen 3000 d’AMD et les cartes mères X570. La version 4, comme on pouvait s’y attendre, est plus rapide.
Cependant, la plupart des composants ne saturent pas encore la bande passante maximale de la norme PCIe 3.0. Bien que PCIe 4.0 soit impressionnante, elle ne représente pas encore une nécessité pour les ordinateurs actuels.
NVMe sur PCIe
Tout comme SATA III, PCIe sert à connecter des composants individuels à un système informatique. De même qu’un disque dur ou SSD doit utiliser AHCI pour communiquer avec un système informatique via SATA III, les disques PCIe utilisent un contrôleur hôte appelé NVMe (Non-Volatile Memory Express).
Mais pourquoi ne parle-t-on pas de disques SATA III contre PCIe, ou d’AHCI contre NVMe?
La réponse est assez simple. L’usage a toujours été de qualifier les disques de disques SATA (SATA, SATA II, SATA III, etc.).
Lorsqu’ont commencé à apparaître les disques PCIe, il y a eu une courte période où l’on parlait de SSD PCIe.
Cependant, l’industrie n’avait pas de norme unifiée, contrairement aux disques SATA. Comme l’a expliqué Western Digital, les entreprises utilisaient AHCI et développaient leurs propres pilotes et microprogrammes pour faire fonctionner ces disques.
Cette situation était chaotique, et AHCI se révélait toujours insuffisant. Comme l’a souligné Kingston, l’adoption des disques plus rapides que SATA s’avérait également plus difficile car, au lieu d’une expérience « plug-and-play », il fallait installer des pilotes spécifiques.
Finalement, l’industrie s’est mise d’accord sur la norme NVMe, qui a remplacé AHCI. Cette nouvelle norme s’est avérée tellement supérieure qu’il est devenu logique de commencer à utiliser le terme NVMe. Le reste, comme on dit, appartient à l’histoire.
NVMe a été conçu spécifiquement pour les SSD modernes basés sur PCIe. Les disques NVMe sont capables de traiter un nombre beaucoup plus important de commandes simultanément que les disques durs mécaniques ou les SSD SATA III. Cette capacité, combinée à une latence plus faible, rend les disques NVMe plus rapides et plus réactifs.
À quoi ressemblent les disques NVMe ?
Si vous envisagez d’acquérir un disque NVMe aujourd’hui, vous vous tournerez vers un format M.2. M.2 décrit le facteur de forme du disque. Les disques M.2 peuvent généralement contenir jusqu’à 1 To de stockage, tout en étant suffisamment compacts pour tenir entre le pouce et l’index.
Les disques M.2 se connectent à des emplacements PCIe M.2 spécifiques prenant en charge jusqu’à quatre voies de transfert de données. Ces disques utilisent généralement la norme NVMe, mais il est également possible de trouver des disques M.2 utilisant SATA III – il est donc essentiel de bien lire l’emballage.
Les disques M.2 basés sur SATA III sont moins courants de nos jours, mais ils existent. Des exemples notables incluent le WD Blue 3D NAND et le Samsung 860 Evo.
Faut-il abandonner les disques SATA III ?
Bien que la technologie NVMe soit remarquable, il n’est pas nécessaire d’abandonner les disques SATA III pour le moment. Malgré les limitations de SATA III, ils restent un choix judicieux pour le stockage secondaire.
Par exemple, lors de la construction d’un nouvel ordinateur, il est recommandé d’utiliser un disque M.2 NVMe pour le disque de démarrage et le stockage principal. On peut ensuite ajouter un disque dur moins cher ou un SSD de 2,5 pouces avec une capacité plus élevée pour le stockage secondaire.
L’idée de faire fonctionner tout le stockage sur PCIe peut être séduisante, mais les disques NVMe sont actuellement limités à environ 2 To. Les capacités supérieures sont également très coûteuses. Un disque M.2 NVMe de 1 To coûte généralement autour de 100 USD (ce qui équivaut à peu près au prix d’un disque dur SATA III hautes performances de 2 To).
Les prix peuvent bien sûr évoluer avec l’arrivée de disques M.2 de plus grande capacité. Kingston a annoncé que l’on pouvait s’attendre à voir des disques M.2 de 4 et 8 To au début de 2021.
D’ici là, la combinaison d’un disque M.2 avec des SSD secondaires et des disques durs reste la meilleure option.
Le même principe s’applique aux ordinateurs portables. Si vous achetez une nouvelle machine, privilégiez un modèle doté d’un stockage flash NVMe et d’une baie de 2,5 pouces disponible pour un disque dur ou un SSD SATA III.
Il est important de noter que tous les disques NVMe ne sont pas équivalents. Il est donc fortement conseillé de consulter les avis sur le disque ciblé avant de l’acquérir.
Si vous possédez un ordinateur de bureau ou un ordinateur portable récent, il est probable qu’il dispose d’emplacements M.2 compatibles avec NVMe. La mise à niveau de votre PC en vaut donc la peine!