Компанія Microsoft розробила новий драйвер для NVMe твердотільних накопичувачів, який може значно підвищити їхню продуктивність у різних сценаріях використання. Цей драйвер був спочатку представлений у Windows Server 2025, але завдяки деяким змінам у системному реєстрі його переваги стали доступними і для користувачів звичайної операційної системи Windows 11. Видання StorageReview провело незалежне тестування нового драйвера, і отримані результати демонструють помітні покращення в роботі накопичувачів, що може зацікавити багатьох користувачів.
Новий драйвер NVMe приносить покращення продуктивності зберігання даних у трьох основних напрямках, що впливає на загальну швидкість та ефективність роботи комп’ютера. Насамперед, він значно прискорює випадкове читання даних, особливо у невеликих блоках (4К та 64К), що означає швидший доступ до інформації та ефективніше виконання операцій, коли комп’ютер інтенсивно працює або виконує кілька завдань одночасно. Це дозволяє системі швидше знаходити та обробляти потрібні файли, що загалом впливає на швидкість роботи програм та операційної системи.
Крім того, драйвер демонструє суттєве зменшення часу відгуку під час випадкового читання даних у блоках 4К та 64К, що є другим важливим покращенням. Це дозволяє накопичувачам швидше реагувати на запити, що критично важливо для програм, які вимагають миттєвої відповіді, наприклад, при роботі з великими базами даних або професійним програмним забезпеченням. Поєднання цих покращень у пропускній здатності та часі відгуку робить комп’ютер помітно спритнішим у різних сценаріях використання, забезпечуючи більш плавний та швидкий досвід.
Третім, але не менш важливим, аспектом є оптимізація використання ресурсів центрального процесора під час послідовного читання та запису даних, незалежно від розміру блоку. Це означає, що накопичувач може обробляти дані, використовуючи менше обчислювальної потужності, звільняючи процесор для інших складних завдань або фонових процесів. Таке зниження навантаження на процесор потенційно може призвести до меншого споживання електроенергії, що є перевагою як для звичайних користувачів, так і для великих компаній.
Для проведення тестів фахівці StorageReview використали потужну тестову систему, яка включала два процесори AMD EPYC 9754 (кожен зі 128 ядрами), 768 ГБ оперативної пам’яті DDR5-4800 та 16 твердотільних накопичувачів Solidigm P5316 PCIe 4.0 ємністю 30.72 ТБ кожен, об’єднаних у конфігурацію JBOD. Ці випробування проводились на операційній системі Windows Server 2025, що дозволило оцінити продуктивність драйвера в умовах, близьких до промислових навантажень та інтенсивного використання.
Результати тестів продуктивності з новим драйвером Microsoft NVMe показали значні покращення, особливо у певних режимах роботи. Найбільший приріст швидкості спостерігався при випадковому читанні даних: швидкість читання 4K блоків збільшилася на 64.89%, а 64K блоків — на 22.71%, що є дуже помітним прискоренням. Щодо послідовного читання даних розміром 64K, то його швидкість залишилася практично без змін, перебуваючи в межах похибки вимірювань, що вказує на стабільну продуктивність у цьому аспекті.
Цікаво, що збільшення розміру блоку до 128K при послідовному читанні дало додаткове прискорення на 6.65%, демонструючи певну оптимізацію для більших блоків даних. У сфері послідовного запису даних, використання блоків розміром 64K забезпечило помітне збільшення продуктивності на 12.13%. Однак, подальше збільшення розміру блоку до 128K не принесло додаткових переваг, оскільки результати в цьому випадку залишилися практично незмінними у порівнянні з 64K блоками.
Тестування часу відгуку накопичувачів дало неоднозначні результати, показуючи як покращення, так і деякі погіршення залежно від типу операції. Час відгуку при випадковому читанні даних значно покращився: для 4K блоків він зменшився на цілих 38.46%, а для 64K блоків — на 13.39%. Це свідчить про набагато швидшу реакцію накопичувача на запити у випадковому доступі, що є критично важливим для швидкодії системи в цілому.
З іншого боку, час відгуку при послідовному записі даних показав погіршення. Зокрема, час відгуку для 64K блоків запису різко збільшився на 39.85%, що є значним регресом. Проте, це погіршення можна пом’якшити, якщо переключитися на розмір блоку 128K, де затримка зросла лише на 12.43%, що становить приблизно третину від зростання, зафіксованого для блоків 64K, вказуючи на можливість оптимізації налаштувань.
Єдина сфера, де новий драйвер NVMe демонстрував стабільно позитивні результати, це ефективність використання процесора, незалежно від того, чи йшлося про послідовне читання, чи про послідовний запис даних. Під час послідовного читання, операції з блоками 64K та 128K зменшили активність процесора на 7.78% та 12% відповідно. Подібні переваги спостерігалися і при послідовному записі, де для 64K та 128K блоків вимагалося на 12.66% та 11.1% менше ресурсів процесора, що сприяє загальній ефективності системи.
Цей довгоочікуваний драйвер NVMe від Microsoft є вкрай важливим оновленням, яке, на думку багатьох експертів, мало з’явитися значно раніше. Протягом майже півтора десятиліття користувачі Windows стикалися з обмеженнями застарілої архітектури зберігання даних від Microsoft, яка не встигала за стрімким розвитком технологій твердотільних накопичувачів. В умовах, коли SSD-диски зі стандартом PCIe 5.0 вже пропонують надзвичайну продуктивність, а диски PCIe 6.0 знаходяться на горизонті, потреба в сучасному стеку зберігання даних є нагальною.
Нативний драйвер NVMe, відомий як nvmedisk.sys, вже присутній у системах Windows Server 2025 та Windows 11 версії 25H2, що свідчить про його готовність до використання. Однак, незважаючи на його наявність, компанія Microsoft не активує цей драйвер за замовчуванням. Натомість, він доступний як опціональна функція, яку користувачі Windows повинні вмикати самостійно шляхом внесення змін до системного реєстру. Таке рішення Microsoft, імовірно, зумовлене потребою у ширшій сумісності та забезпеченні підтримки з боку сторонніх виробників, перш ніж зробити його стандартним для всіх.
