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將 SSD 直接插入現有儲存系統有一個缺點：它無法充分發揮出底層技術的效能提升潛力。
想要真正發揮 SSD 裝置的潛力需要重新審視儲存系統連線到伺服器的方式，儲存器供應商為基於 SSD 的儲存器設計了多種方法，其中最受業界關注的是直連 PCI Express (PCIe) 匯流排的設計。在構建了多個專有裝置之後，儲存和伺服器行業於 2011 年聯手建立了 NVMe（NVM Express）。
NVMe 是一種協議，而並非外形規格或介面規範。不同於其他儲存協議，NVMe將 SSD 裝置視為記憶體，而不是硬碟驅動器。NVMe 協議的設計從一開始就以搭配 PCIe 介面使用為目標，因此幾乎直接連線到伺服器的 CPU 和記憶體子系統。
在多核環境內，NVMe 效率更高，因為它允許每個核心獨立地與儲存系統進行互動。隨著 NVMe 中的佇列數量和深度增加，多核 CPU 會使 SSD 保持忙碌狀態，消除內部效能瓶頸。NVMe 屬於非統一記憶體體系結構 (NUMA) 感知協議，能夠充分發揮新型 CPU 中的記憶體子系統設計的優勢。相比使用 SATA 或 SAS 的 SSD，具有 SSD 和 NVMe 協議的儲存器能夠顯著提升每秒輸入輸出 (IOPS) 並大大降低時延。
Non-Volatile Memory Express, NVMe
插入到PCIe插槽裡的SSD，像使用記憶體一樣使用SSD的技術。