NVM Express

NVM Express（NVMe），或稱非易失性內存主機控制器接口規範（英語：Non-VolatileMemoryHostControllerInterfaceSpecification，縮寫：NVMHCIS），是一個邏輯設備接口規範。它是與AHCI類似的、基於設備邏輯接口的總線傳輸協議規範（相當於通訊協議中的應用層），用於訪問通過PCI Express（PCIe）總線附加的非易失性存儲器介質（例如採用閃存的固態硬盤驅動器），雖然理論上不一定要求 PCIe 總線協議。

NVM代表非易失性存儲器（non-volatile memory）的首字母縮略字，這是固態硬盤（SSD）的常見的閃存形式。此規範主要是為基於閃存的存儲設備提供一個低延時、內部併發化的原生界面規範，也為現代CPU、計算機平台及相關應用提供原生存儲併發化的支持，令主機硬件和軟件可以充分利用固態存儲設備的並行化存儲能力。相比此前機械硬盤驅動器（HDD）時代的AHCI，NVMe/NVMHCI降低了I/O操作等待時間、提升同一時間內的操作數、更大容量的操作隊列等。

依託於PCIe總線，NVMe設備可適用於各種支持PCIe總線的物理插槽上，包括標準尺寸的PCIe擴展卡（一般是4個PCIe通道）、採用U.2物理連接界面（SFF-8639）的2.5英寸/3.5英寸標準尺寸固態硬盤驅動器、SATA Express總線（兼容於PCIe）的設備、M.2規格擴展卡等。

此規範由“Non-Volatile Memory Host Controller Interface Working Group”（非易失性存儲器主機控制器界面工作組）負責管理。 ^[1] 

歷史上，大多數SSD使用如SATA、SAS或光纖通道等接口與計算機接口的總線連接。隨着固態硬盤在大眾市場上的流行，SATA已成為個人計算機中連接SSD的最典型方式；但是，SATA的設計主要是作為機械硬盤驅動器（HDD）的接口，並隨着時間的推移越來越難滿足速度日益提高的SSD。隨着在大眾市場的流行，許多固態硬盤的數據速率提升已經放緩。不同於機械硬盤，部分SSD已受到SATA最大吞吐量的限制。

在NVMe出現之前，高端SSD只得以採用PCI Express總線製造，但需使用非標準規範的接口。若使用標準化的SSD接口，操作系統只需要一個驅動程序就能使用匹配規範的所有SSD。這也意味着每個SSD製造商不必用額外的資源來設計特定接口的驅動程序。

截至2014年9月，在光纖通道（FC）上使用NVMe的新標準也正在開發。 ^[1] 

2009年Intel開始着手尋找SATA的替代方案。SATA作為串行接口，採用AHCI規範，其已經成為制約SSD速度的瓶頸。AHCI只有1個命令隊列，隊列深度32.而NVMe可以有65535個命令隊列，每個隊列都可以深達65536個命令。NVMe也充分使用了MSI的2048箇中斷向量優勢，延遲大大減小。

2011年有了1.0。最新的版本是1.2.1；最大帶寬為11.6Gbps，約為1200MB/s。 ^[1] 

2017年3月30日，NVMe驅動程序發佈並供使用

2015年2月24日，加入NVMe驅動至內核和引導加載程序，可從NVMe設備啓動Chrome OS

DragonFly 4.6開始內置NVMe驅動程序

Intel贊助開發的驅動程序已內置於FreeBSD的head、stable/9分支中。nvd(4)和nvme(4)驅動程序則是在10.2版FreeBSD中開始默認內置於其中。

Haiku已有驅動開發時程，但是目前仍未完成

illumos於2014年10月15日獲得驅動程序支持

iOS 9開始支持，首款配備了NVMe接口的設備是iPhone 6S/6S Plus，也是首款採用NVMe的移動設備。物理接口和UFS相同的採用M-PHY PCIe。接下來Apple推出的iPad Pro和iPhone SE也採用了NVMe

NVMe的驅動程序最早是英特爾提供的，適用於Linux的內核驅動程序模塊。這個模塊在2012年3月19日集成到Linux內核的主線驅動程序當中，Linux內核3.3版開始內置支持而無需安裝額外模塊。

2014年1月19日的Linux內核 3.13版開始，加入由Fusion-io開發的blk-multiqueue或稱blk-mq模塊，是為“可變區塊層”（scalable block layer），用於NVMe SSD。This leverages the performance offered by SSDs and NVM Express, by allowing much higher I/O submission rates. With this new design of the Linux kernel block layer, internal queues are split into two levels (per-CPU and hardware-submission queues), thus removing bottlenecks and allowing much higher levels of I/O parallelization.

2015年4月12日發佈的Linux內核 4.0版開始，VirtIO區塊層驅動程序，SCSI驅動層（與SATA驅動共用）、迴環設備驅動（loop device） UBI（unsorted block images）驅動（供閃存實現區塊擦寫管理）以及RBD驅動程序（which exportsCephRADOS objects as block devices）都被修改，以適應及適配越來越多的NVMe設備

NetBSD在2016年的開發版本中初步支持NVMe。OpenBSD則是在其6.0版時發佈了NVMe的驅動程序。

OpenBSD的NVMe驅動程序自2014年6月開始，由此前開發併發布USB、AHCI驅動程序的高級開發團隊負責。OpenBSD 6.0開始正式支持。

Mac OS X 10.10.3（OS X Yosemite）開始支持NVMe。蘋果公司的Retina MacBook和2016年發佈MacBook Pro，配備了使用NVMe的PCIe SSD作為主硬盤驅動器使用。

Solaris自Oracle Solaris 11.2開始支持NVMe。

英特爾發佈了供VMWare使用的NVMe驅動程序，vSphere 6.0以及其後的版本中，均包含了該驅動程序，支持多種NVMe設備。在 vSphere 6 update 1 更新中，VMWare的VSAN軟件模擬的存儲子系統也開始支持NVMe設備。

微軟在Windows 8.1和Windows Server 2012 R2開始，原生支持NVMe設備。同時也為Windows 7和Windows Server 2008 R2提供原生驅動程序支持（需由用户自行下載獲取）

除了微軟官方提供的驅動程序以外，OpenFabrics Alliance也有維護一套開放源代碼的NVMe驅動程序，使用於Windows 7、8、8.1、10以及Windows Server 2008 R2、2012、2012 R2，這套驅動程序由數個加入了NVMe工作組的公司開發，包括IDT、英特爾以及LSI。 ^[2]