Корпорация Microsoft разработала новый драйвер для твердотельных накопителей NVMe, который способен значительно повысить их производительность в различных сценариях использования. Изначально этот драйвер был представлен в Windows Server 2025, однако благодаря определённым изменениям в системном реестре его преимущества стали доступны и для пользователей обычной операционной системы Windows 11. Издание StorageReview провело независимое тестирование данного нового драйвера, и полученные результаты демонстрируют заметные улучшения в работе накопителей, что, безусловно, может привлечь внимание многих пользователей.
Новый драйвер NVMe обеспечивает повышение производительности хранения данных по трём основным направлениям, что в совокупности влияет на общую скорость и эффективность функционирования компьютера. В первую очередь, он значительно ускоряет случайное чтение данных, особенно в небольших блоках размером 4К и 64К, что означает более быстрый доступ к информации и более эффективное выполнение операций, когда компьютер интенсивно работает или выполняет несколько задач одновременно. Такая оптимизация позволяет системе быстрее находить и обрабатывать требуемые файлы, что в целом положительно сказывается на скорости работы приложений и операционной системы.
Кроме того, драйвер демонстрирует существенное уменьшение времени отклика при случайном чтении данных в блоках 4К и 64К, что представляет собой второе значимое улучшение. Это позволяет накопителям быстрее реагировать на запросы, что критически важно для приложений, требующих мгновенной реакции, например, при работе с крупными базами данных или профессиональным программным обеспечением. Сочетание этих оптимизаций в пропускной способности и времени отклика делает компьютер заметно отзывчивее в разнообразных сценариях использования, обеспечивая более плавный и быстрый пользовательский опыт.
Третьим, но не менее важным аспектом является оптимизация использования ресурсов центрального процессора при последовательном чтении и записи данных, независимо от размера блока. Это означает, что накопитель способен обрабатывать данные, потребляя меньше вычислительной мощности и освобождая процессор для выполнения других сложных задач или фоновых процессов. Подобное снижение нагрузки на центральный процессор потенциально может привести к уменьшению энергопотребления, что представляет собой преимущество как для обычных пользователей, так и для крупных компаний.
Для проведения тестов специалисты StorageReview использовали мощную тестовую систему, которая включала два процессора AMD EPYC 9754, каждый из которых обладал 128 ядрами, 768 ГБ оперативной памяти DDR5-4800, а также 16 твердотельных накопителей Solidigm P5316 PCIe 4.0 ёмкостью 30.72 ТБ каждый, объединённых в конфигурацию JBOD. Эти испытания проводились на операционной системе Windows Server 2025, что позволило оценить производительность драйвера в условиях, максимально приближенных к промышленным нагрузкам и интенсивному использованию.
Результаты тестов производительности с новым драйвером Microsoft NVMe продемонстрировали значительные улучшения, особенно в определённых режимах работы. Наибольший прирост скорости наблюдался при случайном чтении данных: скорость чтения 4K-блоков увеличилась на 64.89%, а 64K-блоков — на 22.71%, что представляет собой весьма заметное ускорение работы накопителей. Что касается последовательного чтения данных размером 64K, его скорость осталась практически без изменений, находясь в пределах погрешности измерений, что свидетельствует о стабильной производительности в этом аспекте.
Интересно отметить, что увеличение размера блока до 128K при последовательном чтении привело к дополнительному ускорению на 6.65%, демонстрируя определённую оптимизацию для обработки более крупных блоков данных. В области последовательной записи данных использование блоков размером 64K обеспечило заметное увеличение производительности на 12.13%. Однако дальнейшее увеличение размера блока до 128K не принесло дополнительных преимуществ, поскольку результаты в этом случае остались практически неизменными по сравнению с 64K-блоками.
Тестирование времени отклика накопителей дало неоднозначные результаты, демонстрируя как улучшения, так и некоторые ухудшения в зависимости от типа операции. Время отклика при случайном чтении данных значительно улучшилось: для 4K-блоков оно уменьшилось на целых 38.46%, а для 64K-блоков — на 13.39%. Это свидетельствует о гораздо более быстрой реакции накопителя на запросы при случайном доступе, что является критически важным для общего быстродействия системы.
С другой стороны, время отклика при последовательной записи данных продемонстрировало ухудшение. В частности, время отклика для 64K-блоков записи резко увеличилось на 39.85%, что является значительным регрессом в данном режиме. Однако это ухудшение может быть смягчено при переключении на размер блока 128K, где задержка возросла лишь на 12.43%, что составляет примерно треть от роста, зафиксированного для 64K-блоков, указывая на потенциальную возможность оптимизации настроек.
Единственной областью, где новый драйвер NVMe демонстрировал стабильно положительные результаты, стала эффективность использования ресурсов центрального процессора, независимо от того, шла ли речь о последовательном чтении или о последовательной записи данных. При последовательном чтении операции с блоками 64K и 128K уменьшили загрузку центрального процессора на 7.78% и 12% соответственно. Аналогичные преимущества наблюдались и при последовательной записи, где для 64K и 128K-блоков требовалось на 12.66% и 11.1% меньше ресурсов центрального процессора, что в целом способствует повышению эффективности системы.
Этот долгожданный драйвер NVMe от Microsoft представляет собой крайне важное обновление, которое, по мнению многих экспертов, должно было появиться значительно раньше. На протяжении почти полутора десятилетий пользователи Windows сталкивались с ограничениями устаревшей архитектуры хранения данных от Microsoft, которая не успевала за стремительным развитием технологий твердотельных накопителей. В условиях, когда SSD-накопители со стандартом PCIe 5.0 уже предлагают выдающуюся производительность, а накопители PCIe 6.0 находятся на горизонте, потребность в современном стеке хранения данных является настоятельной.
Нативный драйвер NVMe, известный как nvmedisk.sys, уже присутствует в системах Windows Server 2025 и Windows 11 версии 25H2, что свидетельствует о его готовности к использованию. Однако, несмотря на его наличие, корпорация Microsoft не активирует этот драйвер по умолчанию. Вместо этого он доступен в качестве опциональной функции, которую пользователи Windows должны включать самостоятельно путём внесения изменений в системный реестр. Подобное решение корпорации Microsoft, вероятно, обусловлено необходимостью обеспечения более широкой совместимости и поддержки со стороны сторонних производителей, прежде чем сделать его стандартным для всех.
