結合PCIe匯流排與全新軟體堆疊架構，NVMe介面可以帶來前所未見的低延遲、高頻寬效能，堪稱是進一步解放固態儲存裝置效能的關鍵技術。
目前，NVMe介面已經進入許多個人使用者與企業的周圍，採用NVMe介面的高階SSD已經推出市場，當前許多高階筆記型電腦都已經引進NVMe介面的SSD，許多伺服器也都已經能支援NVMe的內接SSD。
更進一步，NVMe介面也能透過NVMe-over-Fabrics（NVMeF）網路儲存架構，應用在外接介面上，讓跨網路的快閃儲存陣列存取應用，藉由NVMe獲得遠高於FC、iSCSI等傳統SAN傳輸介面的效能，將存取延遲降到傳統介面無法企及的層次，因而NVMeF架構，也成了當前各大全快閃儲存設備供應商追逐的新目標。
自EMC於2016年初發表的全球首款NVMeF儲存陣列DSSD D5起，陸續有廠商跟進推出NVMeF儲存陣列產品，儘管部份產品的發展並不順遂——例如DSSD D5便已經退出市場，但仍持續有廠商投入這個新領域，涵蓋了第一線大廠如Pure Storage與華為，以及新創公司，還包括部分臺灣國產廠商。
預期在未來1、2年內，多數主要快閃儲存陣列廠商都會以不同的型式，支援NVMe儲存架構，讓快閃儲存設備的應用，進入一新階段。
NVMe儲存陣列的利基—超低的存取延遲
相較於基於硬碟的傳統儲存陣列，全快閃儲存陣列的賣點，是傳統儲存陣列無法企及的高傳輸頻寬與低存取延遲，所帶來的效能優勢；而NVMe化的全快閃儲存陣列，賣點則是「極致」的低存取延遲。而NVMe達成這種優勢的關鍵，則在於結合了PCIe匯流排與新的軟體堆疊架構。
NMVe的物理層是嫁接在PCIe匯流排上，從而可以透過PCIe獲得較傳統儲存介面更大的傳輸頻寬，以及更短的存取路徑。不過就這一點來說，過去便已有部份快閃儲存設備，採用了類似的PCIe傳輸架構，因此NVMe真正的優勢，其實是在新的軟體堆疊上。
隨著SSD儲存媒體效能的持續提高，讓軟體堆疊逐漸成為制約SSD效能的新瓶頸。過去在硬碟時代，由於硬碟本身的存取延遲是數千μs以上的等級，軟體堆疊造成的額外數百μs延遲，幾乎可以忽略不計。然而，現在的SSD已經擁有數百μs等級的存取延遲表現，這時候軟體堆疊造成的額外延遲，對SSD的效能表現就會有很大影響。
影響SSD的軟體堆疊延遲，包括底層處理SCSI協定造成的延遲（大約消耗100μs（0.1ms）左右的延遲），以及跨遠端存取時，處理網路傳輸協定所造成的延遲，包括介面卡與交換器的延遲（例如FC大約消耗50μs，FCoE為200μs，FC交換器每經過一個Hop大約消耗0.7μs，乙太網路交換器每一Hop則消耗0.2～1μs）。
而NVMe協定則能透過新設計的軟體堆疊架構，擁有更具效率的存取機制，包括省略了讀取暫存器、提供更大的駐列深度（Queue Depth）、更有效率的平行多執行緒等，大幅降低SSD的存取延遲。
以OpenFabrics Alliance提供的數據為例，當傳輸架構的底層同樣使用PCIe 3.0×4匯流排時，採用傳統SCSI協定的SSD存取延遲大致在90～100μs左右，但若改用NVMe協定，則可將一舉將SSD存取延遲降到20μs以下，而且未來還有降到10μs等級的可能。也就是說，對於追求極致高效的PCIe SSD裝置來說，改用NVMe協定可縮減80～90%的存取延遲，從而顯著提高SSD的IOPS效能。
而就外接傳輸應用來說，一般對於全快閃儲存陣列的存取延遲要求，是1ms以下，目前基於FC、iSCSI等傳統傳輸介面的全快閃儲存設備，都能達到這個水準，許多產品還能達到0.8ms存取延遲的水準，較高檔的產品則能將存取延遲降到0.5ms的等級。
不過，對於NVMeF架構的儲存陣列來說，存取延遲則是從100μs起跳，也就是0.1ms，只相當於傳統全快閃儲存陣列的1/5到1/10，進而可大幅提高儲存陣列的IOPS效能。
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