SATA contre NVMe : les 10 meilleures comparaisons

Grâce à son prix abordable et à sa prise en charge SSD, le Serial Advanced Technology Attachment (SATA) est un mécanisme de connectivité populaire pour les disques de stockage internes et externes. En revanche, la mémoire non volatile express (NVMe) est une interface de connectivité spécialement conçue pour les SSD, promettant des performances élevées mais à un coût plus élevé. Cet article explique la signification de SATA et NVMe, et comment ils diffèrent l'un de l'autre.

SATA, également connu sous le nom de Serial Advanced Technology Attachment (ATA), est une interface permettant de transférer des données entre la carte de circuit imprimé centrale d'un ordinateur et les périphériques de stockage, qui peuvent être internes (tels que des disques durs et des disques SSD) ou externes (tels qu'un matrice redondante de disques indépendants ou matrices RAID). Il est important de noter que la communication série envoie des données un bit à la fois, contrairement à plusieurs flux parallèles, qui sont l'une des fonctionnalités centrales de SATA.

SATA a maintenant supplanté l'interface PATA ou ATA parallèle auparavant populaire. Il s'agit de l'interface de stockage la plus utilisée par la plupart des disques durs grand public. Depuis 2003, date à laquelle Intel a développé et lancé SATA, c'est la méthode préférée pour connecter un disque dur à un ordinateur portable ou de bureau.

La norme SATA 1.0 a été publiée pour la première fois en août 2001 comme alternative à l'interface ATA parallèle utilisée par les systèmes compatibles IBM. Chaque lecteur à l'intérieur d'une matrice de disques peut recevoir une capacité de 1,5 Gbit/s via SerialATA. Il est interopérable avec d'autres appareils PATA et comprend une option de câble fin et compact.

Comparé aux anciens câbles de connexion ruban utilisés avec les disques ATA, ce câble facilite l'acheminement des câbles et améliore la ventilation de l'ordinateur.

Les principales caractéristiques de SATA sont :

Le SATA externe, plus souvent appelé eSATA, prend en charge les disques externes via des zones de plug-in désignées appelées ports SATA.

eSATA présente plusieurs avantages par rapport aux autres options. Il est remplaçable à chaud, offre des taux de transfert plus élevés sans problèmes de goulot d'étranglement (comme dans le cas de l'USB et du FireWire) et est compatible avec les technologies de lecteur de disque. On peut relier un seul connecteur eSATA à un boîtier SATA externe pour étendre le stockage et construire des matrices de stockage RAID. Les utilisations typiques des disques eSATA incluent le montage vidéo, la création audio et la sauvegarde des données.

Cependant, eSATA présente certaines limitations, telles que la non-transmission de l'alimentation via des câbles tels que les USB. Cela signifie qu'il faudra des sources d'alimentation supplémentaires pour les lecteurs.

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La mémoire non volatile Express (NVMe) est une interface de stockage informatique qui utilise le bus PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) pour transmettre des données à haute vitesse vers et depuis des disques SSD. La vitesse et la latence plus élevées du bus PCI Express en font un candidat de choix pour remplacer SATA, SCSI (Serial Attached Small Computer Systems Interface) ou SAS pour l'interopérabilité du stockage.

La technologie NVMe a été lancée en 2011 pour surmonter les limites des interfaces SATA et des protocoles réseau. Il utilise le bus PCIe au lieu du bus SATA pour libérer le potentiel considérable de bande passante des périphériques de stockage. PCIe 4.0 (la version actuelle) prend en charge jusqu'à 32 voies et peut théoriquement transporter des données à des vitesses allant jusqu'à 64 000 Mo/s, par rapport au taux de transfert maximum de SATA III de 600 Mo/s.

De plus, la norme NVMe autorise 65 535 files d'attente de commandes. Cela présente d'énormes possibilités pour les périphériques de stockage en améliorant leur efficacité, leur fiabilité et leur interopérabilité sur diverses plates-formes.

Parce qu'elles étaient destinées à être utilisées avec des disques durs lents/plus lents et une mémoire sur bande, les interfaces de connectivité de stockage héritées telles que SAS et SATA génèrent une congestion dans les réseaux modernes. NVMe est destiné à utiliser la vitesse plus élevée et la capacité de traitement parallèle de la mémoire du lecteur à semi-conducteurs (SSD).

Cette technologie peut fournir des vitesses beaucoup plus élevées car :

Les principales fonctionnalités qui permettent le fonctionnement de NVMe sont :

Il est important de noter que SATA et NVMe sont utilisés dans les environnements SSD, mais seul ce dernier est spécialement conçu pour les SSD. Parallèlement à cela, il existe plusieurs différences entre SATA et NVMe :

Comme mentionné, un lecteur à semi-conducteurs (SSD) utilise soit une mémoire expresse non volatile (NVMe) soit une pièce jointe de technologie avancée série (SATA) pour communiquer avec le reste de l'ordinateur. NVMe est une interface de contrôleur hôte conçue pour accélérer le taux de transfert de données entre l'entreprise et les systèmes clients via le bus PCIe d'un ordinateur. Le composant PCIe garantit une latence plus faible et des opérations d'entrée/sortie par seconde (IOPS) plus élevées. Ainsi, NVMe lit et accède aux données plus rapidement que SATA.

D'autre part, les disques SATA accèdent aux données via l'interface de contrôleur hôte avancée (AHCI). AHCI accélère les disques mécaniques et permet d'effectuer un remplacement à chaud en utilisant la fonction native de mise en file d'attente des commandes (NCQ). SATA est compatible en amont et en aval avec toutes les normes SATA, mais il s'agit d'une interface entièrement différente de NVMe.

Les disques NVMe ont des taux de transfert plus élevés et plus rapides, même lorsque les disques SATA et NVMe sont dans un seul facteur de forme.

Par exemple, un connecteur NVMe PCIe 3.0 de troisième génération peut atteindre une vitesse maximale de 3 500 Mo/s, tandis qu'un connecteur NVMe PCIe 4.0 de quatrième génération atteint des vitesses allant jusqu'à 7 500 Mo/s. En revanche, les disques SATA ont des taux de transfert relativement plus lents. Un SSD SATA peut atteindre des vitesses allant jusqu'à 500 Mo/s, tandis qu'un disque dur SATA peut atteindre des vitesses allant jusqu'à 160 Mo/s. Les modèles SATA individuels ont également des vitesses de performances différentes. Cependant, ces vitesses peuvent suffire pour une utilisation grand public, qui nécessite une fraction de la puissance nécessaire au supercalcul.

Dans les SSD, le taux de transfert dépend également du modèle individuel et de la génération de connecteur PCIe du lecteur. La vitesse d'un lecteur affecte des tâches telles que l'édition de documents, la navigation sur le Web, le chargement de fichiers et la copie de fichiers.

Les SSD NVMe se trouvent généralement dans les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables pré-construits au format M.2 (une spécification définie pour les cartes informatiques montées en interne). D'autres formes, telles que U.2, U.3 et le facteur de forme standard d'entreprise et de centre de données (EDSFF), existent mais sont moins courantes dans NVMe.

En revanche, les SSD SATA sont disponibles sous la forme de disques standard de 2,5 pouces ou de disques M.2 petits et plus minces. Le facteur de forme de 2,5 pouces est la forme la plus courante de SDD SATA, tandis que les SSD M.2 SATA se trouvent principalement dans les tablettes, les mini-ordinateurs et les ordinateurs portables ultra-fins.

En général, les SSD NVMe sont plus chers que les SSD SATA. Même lorsque les disques NVMe et SATA ont les mêmes capacités de stockage, les disques NVMe coûtent plus cher.

Le coût d'un espace de stockage SSD NVMe de 250 Go varie de 50 $ à 90 $, un de 500 Go de 70 $ à 160 $ ​​et un stockage de 1 To de 120 $ à 200 $. De plus, les SSD NVMe avec des vitesses plus élevées coûtent plus cher. Le prix d'un NVMe PCIe 3.0 de 1 To varie de 115 $ à 120 $, tandis que celui d'un NVMe PCIe 4.0 de 1 To varie de 120 $ à 200 $.

Les SSD SATA sont moins chers et plus abordables que les disques NVMe. Le prix d'un disque SATA de 250 Go varie de 40 $ à 70 $, celui de 500 Go de 50 $ à 90 $ et celui de 1 To de 90 $ à 140 $.

La vitesse et la capacité de stockage sont les principaux déterminants du prix des SSD. Les disques plus rapides sont plus coûteux, les disques de plus grande capacité coûtent plus cher et certains modèles de SSD coûtent plus cher que d'autres.

Les disques NVMe sont plus économes en énergie et plus respectueux de l'environnement que les disques SATA. Les SSD NVMe utilisent des modules semi-conducteurs pour stocker et accéder aux données, réduisant ainsi considérablement la consommation d'énergie. La puissance moyenne consommée par un SSD NVMe en veille est de 0,0032 W, tandis que celle d'un NVMe actif est de 0,08 W.

De plus, les SSD NVMe peuvent reconnaître les modèles d'E/S pour déterminer les changements de température. Cette capacité leur permet d'allouer de manière flexible et efficace plus de puissance aux charges de travail intensives en écriture et moins d'énergie aux charges de travail dominées par la lecture. Les SSD à faible consommation d'énergie génèrent moins de chaleur, ce qui est une solution idéale pour les serveurs et les périphériques de stockage plus denses.

Les SSD SATA consomment plus d'énergie, le taux de consommation électrique moyen d'un SATA en veille étant de 0,195 W, tandis que celui d'un SATA en cours d'utilisation est de 0,279 W.

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En raison de l'augmentation des cybermenaces, la nécessité de stocker et d'accéder aux données en toute sécurité est une préoccupation majeure pour quiconque recherche des supports de stockage. Les disques NVMe offrent un meilleur cryptage que les disques SATA. Les SSD NVMe utilisent la norme de cryptage XTS-AES 256 bits pour sécuriser les données des utilisateurs. Le cryptage AES-256 est indéchiffrable, ce qui en fait la méthode privilégiée pour sécuriser les données privées contre les cyberattaques.

De plus, NVMe s'intègre aux solutions de gestion de la sécurité proposées par les fournisseurs de chiffrement tels que McAfee et Symantec. NVMe SSD dispose également de fonctionnalités de sécurité supplémentaires, telles que le verrouillage 2.0, qui permet aux administrateurs d'autoriser les utilisateurs à lire et écrire des données sur des parties du disque tout en désactivant d'autres fonctionnalités pour empêcher les utilisateurs d'apporter des modifications involontaires au disque.

De plus, NVMe SSD dispose du protocole TLS (Transport Layer Security) qui crypte les données et authentifie les connexions entre les ordinateurs. En revanche, les SSD SATA ont très peu de mécanismes de sécurité - vous ne pouvez utiliser que des commandes d'effacement et de désinfection pour protéger le stockage à distance.

Les SSD qui gèrent davantage de files d'attente de commandes sont essentiels pour les utilisateurs et les entreprises qui ont besoin de multitâches.

L'architecture NVMe prend en charge 65 535 files d'attente de commandes d'entrée/sortie (E/S), chacune prenant en charge 65 535 commandes simultanément. NVMe dispose d'une fonctionnalité d'accès mémoire non uniforme (NUMA) qui permet à plusieurs cœurs de partager la propriété des files d'attente. Il permet également la création d'un nombre illimité de files d'attente pour répondre à la charge de travail attendue. D'autre part, les SSD SATA n'ont qu'une seule file d'attente avec 32 commandes par file d'attente.

De plus, l'IOPS est un indicateur de performance crucial pour les entreprises et les fournisseurs de services d'hébergement lors de la récupération de plusieurs fichiers à un moment donné. Pour les entreprises, leurs supports de stockage doivent avoir un IOPS élevé pour maintenir des performances élevées afin de gérer de nombreux consommateurs accédant au programme logiciel lié à un entrepôt de données étendu. Les disques NVMe ont généralement un IOPS plus élevé car ils poussent à des vitesses supérieures à 1 500 000 en lecture et en écriture, tandis que les disques SATA atteignent environ 75 000 IOPS en lecture.

Le choix d'utiliser un SSD NVMe ou un SSD SATA variera entre l'utilisation individuelle et professionnelle. Pour un usage personnel, un SSD SATA représente l'option d'optimisation des ressources. Il offre un stockage bon marché et abordable pour stocker plusieurs fichiers et permet aux utilisateurs d'exécuter diverses fonctions à grande vitesse.

Il est également rétrocompatible et peut donc être utilisé avec des composants hérités. Contrairement à un SSD NVMe, il ne sollicitera pas les autres composants de la carte mère, tels que les processeurs à faible capacité de traitement.

Pour une utilisation professionnelle, comme dans les entreprises et les solutions d'hébergement, le SSD NVMe est l'option préférée. De plus, les applications critiques pour l'entreprise nécessitent un IOPS élevé pour gérer plusieurs requêtes simultanément afin de garantir une expérience utilisateur fluide. Par conséquent, les magasins en ligne peuvent utiliser les SSD NVMe comme support de stockage préféré.

NVMe est également précieux pour les entreprises qui ont besoin de bases de données lourdes en transactions, telles que les institutions financières.

Le principal avantage d'avoir un NVMe sur un disque SATA est la vitesse. La vitesse maximale d'un SSD NVMe est étonnamment plus de dix fois supérieure à celle d'un SSD SATA. Lorsque ce SSD NVMe est associé à d'autres cartes mères haut de gamme, l'ordinateur peut atteindre des vitesses ultra-rapides.

L'objectif principal d'un SSD SATA est de trouver un bon équilibre entre vitesse et prix abordable. Bien que sa vitesse de pointe allant jusqu'à 500 Mo/s puisse sembler peu comparée à celle d'un lecteur NVMe, cette vitesse est suffisamment élevée pour un utilisateur typique. Un SSD SATA permet aux utilisateurs de profiter de performances meilleures et plus abordables de leurs ordinateurs tout en réduisant les coûts.

Au fil des ans, les SSD sont devenus moins coûteux, avec plus de fabricants entrants sur le marché du stockage. Cependant, les coûts NVMe restent prohibitifs, même pour la même capacité de stockage que SATA. De plus, malgré des prix élevés, l'achat d'un SSD NVMe ne garantit pas nécessairement de meilleures performances, sauf si vous êtes un utilisateur professionnel disposant d'un équipement de support.

D'autre part, les SSD SATA ne conviennent pas à une utilisation dans des environnements nécessitant des transferts de données rapides et de faibles taux de latence. Cela est dû à leurs IOPS très faibles, qui ne peuvent pas gérer efficacement les applications critiques. De plus, leur inefficacité énergétique les rend moins écologiques et plus coûteux à entretenir pour les entreprises par rapport aux SSD NVMe.

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SATA reste la norme par défaut pour le stockage basé sur SSD, du moins dans l'informatique grand public. À mesure que la technologie devient plus efficace et moins chère, les fabricants réduisent lentement les prix de leurs offres NVMe pour augmenter l'adoption sur le marché. Un écart de prix peut exister aujourd'hui, mais à terme, NVMe est sur le point de devenir la norme en raison de ses avantages en matière de sécurité et de vitesse.

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Rédacteur technique