NVMe (NVM Express) oder Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification (NVMHCIS) ist eine offene logische Geräteschnittstellenspezifikation für den Zugriff auf nichtflüchtigen Speicher (dauerhafte Medien), der über den PCI Express (PCIe)-Bus angeschlossen ist. Das Akronym NVM steht für Non Volatile Memory (nichtflüchtiger Speicher). Dabei handelt es sich häufig um NAND-Flash-Speicher, der in verschiedenen physischen Formen verfügbar ist, darunter Solid-State-Laufwerke/SSDs (SSD = Solid State Drive), PCI-Express-Zusatzkarten (PCIe), M.2-Karten und andere Formen. NVM Express wurde als logische Geräteschnittstelle entwickelt, um die geringe Latenz und interne Parallelität von SSD-Geräten zu nutzen.
Architektonisch wird die Logik für NVMe physisch im NVMe-Controller-Chip untergebracht und von diesem ausgeführt, der sich physisch zusammen mit dem Speichermedium, heutzutage üblicherweise einer SSD, befindet. Daher werden Versionsänderungen für NVMe, wie beispielsweise von 1.3 auf 1.4, direkt in das Speichermedium eingearbeitet und haben keinen Einfluss auf PCIe-kompatible Komponenten wie Motherboards und CPUs.
Durch sein Design ermöglicht NVM Express Host-Hardware und -Software, die in modernen SSDs möglichen Parallelitätsstufen voll auszunutzen. Dadurch reduziert NVM Express den I/O-Overhead und bringt verschiedene Leistungsverbesserungen gegenüber früheren logischen Geräteschnittstellen, einschließlich mehrerer langer Befehlswarteschlangen und reduzierter Latenz. Frühere Schnittstellenprotokolle wurden für die Verwendung mit viel langsameren Festplattenlaufwerken (HDDs) entwickelt, bei denen es eine sehr lange Verzögerung (im Zusammenhang mit CPU-Vorgängen) zwischen einer Anfrage und der Datenübertragung gibt, bei denen die Datenraten viel geringer sind als die RAM-Geschwindigkeit und bei denen sich durch Drehung der Festplatte und der Suchzeit zusätzlicher Optimierungsbedarf ergibt.
NVM-Express-Geräte sind hauptsächlich in Form von PCI-Express-Erweiterungskarten in voller Größe und als Geräte mit 2,5-Zoll-Formfaktor erhältlich, die über den U.2-Anschluss (früher bekannt als SFF-8639) eine vierspurige PCI-Express-Schnittstelle bereitstellen. Speichergeräte mit SATA Express und der M.2-Spezifikation, die NVM Express als logische Geräteschnittstelle unterstützen, sind ein beliebter Anwendungsfall für NVMe und haben sich zur dominierenden Form von Solid-State-Speicher für Server, Desktops und Laptops entwickelt.
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