不同接口的固态硬盘有什么区别?

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固态硬盘插口类型分为六种:

主要就是SATA、mSATA、M.2、SATA Express、PCI-E及U.2等。

虽然固态硬盘接口种类繁杂,但是总结下来无外乎以SATA 6Gbps、msata、M.2以及PCI-E为主,而且就当下技术成熟度以及性价比等诸多方面来说,M.2以及SATA 6Gbps接口有着绝对的市场占有率。

具体区别如下:

SATA 3.0是最为常见的固态硬盘接口

SATA Revision 3.0(简称SATA3.0或SATA 6Gbps)它代表所使用的是SATA Revision 3.0标准,速度更快,相对SATA Revision 2.0。SATA是硬盘接口的标准规范,事实上,SATA 6Gbps接口是一个不太规范的说法,正确说法是SATA III(SATA3.0),接口速度是6Gbps。当然,大家都习惯这么说。这是市面上最常见的机械硬盘/固态硬盘接口,大多数人买的硬盘都是在用这种接口。SATA 6Gbps(SATA3.0)最大优势就是非常成熟,能够发挥出主流SSD最大性能。需要注意的是,一些老电脑的主板,可能仅有SATA2.0,这类接口由于最大支持的速度有限,无法完全发挥出SSD的性能,因此一些老爷机或者比较老主板的电脑用户,一般不建议升级SSD,除非更换支持SATA3.0的主板。

mSATA接口:

该接口是SATA协会开发的新的mini-SATA(mSATA)接口控制器的产品规范。新的控制器可以让SATA技术整合在小尺寸的装置上。mSATA也提供了和SATA接口标准一样的速度和可靠性,提供小尺寸CE产品(如Notebooks/ Netbook)的系统开发商和制造商更高效能和符合经济效益的储存方案。该接口主要是用在注重小型化的笔记本上面,比如说商务本,超极本等等,台式机,主流笔记本依依旧是SATA3.0。事实上,mSATA接口亦可以说是SSD小型化的必经过程。当然mSATA也存在SATA的一些缺陷,比如说现在仍然是SATA通道,速度还是6Gbps。

M.2接口:

M.2原名是NGFF接口,这是为超极本(Ultrabook)量身定做的新一代接口标准,主要用来取代mSATA接口。不管是从非常小巧的规格尺寸上讲,还是说从传输性能上讲,这种接口要比mSATA接口好很多。正是因为SATA的接口瓶颈越来越突出,现在很多主板厂商都开始在产品线上预留出M.2接口。

M.2接口能够同时支持PCI-E通道以及SATA,其中前者在提高速度方面更轻松一些。最开始该接口所采用的是PCI-E 2.0 x2通道,理论带宽10Gbps,可以说它也突破了SATA接口理论传输瓶颈。如今的M.2接口全面转向PCI-E 3.0 x4通道,理论带宽达到了32Gbps,相比以往水准提升了很多,这也让SSD性能潜力大幅提升。另外,该接口固态硬盘还支持NVMe标准,和现在的AHCI比较起来,通过新的NVMe标准接入的SSD,在性能提升方面非常明显。

PCI-E接口:

在SATA接口的SSD发展开始时,就已经出现了PCI-E接口的SSD,后者优势可以说非常明显。至于其他SSD,无论使用的是何种接口,都是从SATA 向原生PCI-E走进,而PCI-E接口的SSD直接是一步到位,没有了中间过程。不过,PCI-E硬盘最开始主要是在企业级市场使用,因为它需要不同主控,所以,在性能提升的基础上,成本也高了不少。至于消费级市场,对该产品并没有太大需求,只是在这两年,PCI-E硬盘才开始在高端消费市场流行起来。

SATA Express接口:

在SATA 6Gbps速度之后,SATA接口再想提升速度就比较困难了。SAS接口虽然说能达到12Gbps的速度,不过这也只是针对企业级市场,并且对原接口做了很大变动,而且后者对成本并不敏感。但是,面对消费级市场时就不能这样了,必须考虑到现实问题,SATA-IO最终拿出了SATA Express接口的解决方案。

其实,它的物理接口是由SATA 6Gbps接口改造而来,已经在市场上推出了好几年。不过,从目前市场占有率来看,该产品还有很长一段普及之路。该产品做得唯一比较明智的地方就是向下兼容了SATA 6Gbps接口。

U.2接口:

它的别称是SFF-8639,是由固态硬盘形态工作组织(SSD Form Factor Work Group)推出的接口规范。U.2不但能支持SATA-Express规范,还能兼容SAS、SATA等规范。因此大家可以把它当做是四通道版本 的SATA-Express接口,它的理论带宽已经达到了32Gbps,与M.2接口毫无差别。不过目前在市场上已经正式售卖的也只有Intel的750系列。


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硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种,IDE接口现能支持的最高速率是PATA-7,即133MB/S,SATA接口现能支持的最高速率是SATA III,即6Gbit/s,也就是750MB/S左右;SCSI接口现能支持的最高速率是Ultra 640 SCSI,即640MB/S左右;SAS接口现能支持的最高速率是SAS II,即6Gbit/s,也就是750MB/S左右 光纤通道现能支持的最高速率是8Gbit/s以上,1000MB/s左右 以上都是硬盘主要接口的理论上所能达到的最高速率。


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SATA接口可以说是最常见的固态硬盘接口,不过说到传输速度快,就跟它没关系了,PCI-E、M.2、SATA Express以及U.2这些接口能够通过PCI-E总线,让固态硬盘获得更充分发展空间,速度更快。

在上述四种高速存储接口之中,PCI-E是最早出现在主板上的。因为PCI-E接口不仅可以安装固态硬盘,还能用来装独立显卡,而后者显然是这个接口最主要的用途......

一般情况下,我们现在能够见到的PCI-E固态硬盘有两种,一种采用的是PCI-E 2.0 x4,另一种是PCI-E 3.0 x4,只要这些PCI-E固态硬盘的主控够给力,它们的读取/写入速度可以轻松突破600MB/s。因为PCI-E 2.0 x4数据传输率达到了16GHz/16GT/s,也就是大约2GB/s,而PCI-E 3.0 x4接口更是达到了PCI-E 2.0 x4的两倍,已经接近4GB/s了。

由于PCI-E固态硬盘的接口均为PCI-E x4,这也就会导致这样一个问题——想要使用PCI-E固态硬盘的玩家需要预留一条显卡插槽,也就是说各位需要挑选至少拥有两条PCI-E x16插槽的主板。因此使用ITX主板的玩家很难享受到PCI-E固态硬盘的更出色性能,除非舍弃掉独立显卡。

介绍的第二种超高速存储接口——M.2(也叫NGFF)是Intel原来打算为超级本打造的,意在取代同样受到SATA总线性能瓶颈困扰的mSATA接口,并让超级本享受到性能更强大的固态硬盘产品同时,使产品变得更加轻薄。

现在的M.2接口固态硬盘已经渐渐有成为取代SATA接口的趋势了,速度与体积上的优势,让其成为笔记本电脑的上宾。

不过需要注意的是,在选购M.2固态硬盘时,需要仔细查看心仪产品的详细规格,因为采用SATA总线的M.2固态硬盘与和PCI-E总线的M.2固态硬盘之间存在相当大的性能差距的。

SATA-IO组织曾开发了一种全新的物理接口——SATA Express。这个全新的接口被寄以厚望,被称为“下一代存储接口标准”,在它刚刚面世时,就有不少人认为它将成功取代SATA,成为未来的主流存储接口,不过目前来看,已经渐行渐远了。

理想很美好,现实很残酷。自从SATA Express出现在我们面前之后,它的实际表现并没有达到预期。直到今日,我们都没有看到采用SATA Express的存储设备出现在市场中,而高端主板上标配的两个SATA Express接口也随之成为“摆设”。

消费级固态硬盘的希望之光——U.2接口

尽管SATA Express遭到冷遇。但由固态硬盘形态工作组织,推出的硬盘接口规范——U.2(原名SFF-8639,好难记)却获得了与SATA Express完全不同的待遇。

为了避免SATA总线带宽不足而影响固态硬盘的发展,全新的U.2接口与PCI-E、M.2以及SATA Express一样都依靠带宽更大的PCI-E总线来让SSD的性能得到进一步发挥。与前面介绍的SATA Express有所不同,U.2可以用到4条PCI-E通道,也就是说它的最高理论数据传输速度,可接近4GB/s,已经达到了SATA Express的两倍,同时意味着U.2潜力要比SATA Express更加庞大。


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SATA接口是目前最常见的一种固态硬盘,台式机主板有SATA接口即可,大部分笔记本内置机械硬盘也能用此替换。目前市面上主流的为SATA3,价格也比较稳定,但也有一些低端廉价的产品会使用SATA2接口,在选购时需看清,不要贪图便宜,两种接口主要差异体现在传输速度上。


PCI-E接口固态硬盘 这种接口需要占用主板的PCI-E接口,PCI-E接口是主板上比较通用的一种接口标准,目前主要提供给需要直接与CPU进行通讯的设备使用,传输速度更快。


M.2接口固态硬盘 M.2接口固态硬盘体积小巧,也称NGFF,常见的有两种,一种就是M.2(SATA) 类似于SATA固态硬盘,走SATA总线。 另一种是M.2(NVME),走PCI-E总线,传输速度也存在很大的差异。


不同接口对速度有影响


硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种


IDE接口现能支持的最高速率是PATA-7,即133MB/S


SATA接口现能支持的最高速率是SATA III,即6Gbit/s,也就是750MB/S左右


SCSI接口现能支持的最高速率是Ultra 640 SCSI,即640MB/S左右


SAS接口现能支持的最高速率是SAS II,即6Gbit/s,也就是750MB/S左右 光纤通道现能支持的最高速率是8Gbit/s以上,1000MB/s左右 以上都是硬盘主要接口的理论上所能达到的最高速率。


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wuyuaa1 编辑专家

游戏机

主流常用——SATA接口

随着固态硬盘的逐渐火热和价格的下滑,2012年被业内人士和媒体看作固态硬盘普及的一年。固态硬盘与传统机械硬盘相比,接口规格较多也容易被初用者混淆,不妨利用假期时间好好学习一下硬盘接口的选购,今天笔者为大家讲解的就是常见固态硬盘接口选择与使用。


主流常用——SATA接口

SATA接口已经不再是新技术了,从2001年推出SATA 1.0到目前的SATA2.0和SATA3.0,已经让SATA成为目前固态硬盘的主要接口。就目前的使用率来说,SATA2.0用户仍然最多,这主要受到PC接口的影响,不过目前市场上的SATA3.0产品,大多都可以向下兼容2.0。


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SSD的发展史虽短,但是种类和协议比HDD不知道多到哪里去了。因此,本期小编就通过接口类型,总线标准和协议标准来详细地介绍SSD。本文可能会出现很多小白都没有见过或者听过的名词。但是,对科技的探索,就是在不断学习新事物的过程嘛。


逻辑标准篇


首先,小编先给出几个名词:


SATA、PCI-E和AHCI、NVMe


是不是很熟悉,但是解释起来,SATA好像是一种接口,但是好像又听过SATA标准的M.2 SSD?PCI-E好像是显卡插槽,怎么可以插想intel 750这样的SSD呢,而且插在PCI-E的750怎么也写着支持NVMe,NVMe不是插M.2接口的SSD吗?看到这里是不是觉得有点懵了?(小编也是懵了好久才绕出这个圈的T_T)


首先,先给这四个词分一下类,SATA、PCI-E是总线标准,AHCI和NVMe是协议标准。这两个标准是属于从属关系,即总线标准是在协议标准之上,在讨论接口标准的时候,绝对不能把四者混为一谈。(在这里,我们讨论标准的时候,就不要和物理接口混为一谈,下文我们会逐一介绍各种不同类型SSD接口。)总线标准一般是指系统与其组成模块之间相互连接的一个标准界面,目前最常见的SATA3.0总线理论上最高的速度只有6Gbps,PCI-E 3.0 x4的总线速度却高达32Gbps,这就是不同总线标准的上限差距。而协议标准而是可以说针对系统中模块定制的规范,在SSD中我们常见的AHCI标准,就是SATA硬盘对应的协议标准。而NVMe标准则是专门针对PCI-E接口总线定制的一种SSD协议。而且需要注意的是,PCI-E总线一般是可以兼容AHCI标准的SSD(以厂商设计说明为准),而SATA总线却不支持NVMe标准的SSD。简单的来说,就是,ACHI协议是SATA总线的一个优化驱动,PCI-E也可以用这个驱动,而NVMe协议是PCI-E总线专门给自己量身定做的一个SSD驱动,只能给自己用,别人都用不了。


说到这里,是不是有些明白了,但是在M.2接口好像还是搞不懂,有些主板上写着M.2接口支持SATA标准的SSD,有些主板则写着兼容NVMe标准和SATA标准的SSD?接下来我们就逐一介绍目前市面上可见的不同SSD接口。



物理接口篇


SATA接口



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SATA接口应该是我们最常见的接口了,不过是机械硬盘还是固态硬盘,大部分都是使用SATA接口来与主板连接。SATA接口发展到今天已经是第三代了,也就是我们常说的SATA3.0,现在也很少见到SATA2.0或者1.0的接口,就算是见到了也不用担心,因为SATA是向前兼容的,就算是SATA3.0的硬盘,插在SATA2.0的接口上也是可以用的,就算理论速度会降低一半。而目前SATA3.0理论速度最高支持6Gb/s,差不多也是机械硬盘传输的天花板了,而对于当红的固态硬盘,这个速度倒是成为了瓶颈,所以后续才会出现更多的接口。


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SATA Express接口


不同接口的固态硬盘有什么区别?


(华硕主板的SATA Express接口)


根据图片来看,无非就是把连个SATA接口并在一起,而事实上也确实如此。SATA Express接口是由连个SATA接口和一个辅助接口组成,理论上速度就是6Gb/s+6Gb/s=12Gb/s,实际上由于损耗可能也就10Gb/s左右的速度,但是这个接口很多人事听都没有听过的,因为它只出现了再两代主板上,就泯然众人已了。原因就是有成本更低,速度更快的M.2接口的出现,让一个刚面世的接口马上就接受了淘汰的命运。


SAS接口


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(用于服务器的SAS连接线和SAS固态硬盘)


看起来也和SATA接口差不多,就是在中间多了几个金手指。实际上SAS接口也是在SATA接口上加多了SCSI技术,这个技术主要用来提高数据传输的稳定性和安全性。SAS接口相对于SATA接口,数据传输的电缆可以更长,稳定性和耐用性也越强,因此一般都是用于企业服务器这种需要长时间不间断读写的设备使用,在民用市场基本很少见,而且因为成本的原因,也很少有个人消费者去购买。SAS的理论速度目前最大可以达到12Gb/s。也是比较适合服务器主机这类对速度要求比较高的设备。值得一提的是,SAS接口是可以兼容普通的SATA硬盘,但是反过来SAS硬盘是不能插在SATA接口上的。SAS的理论速度目前最大可以达到12Gb/s。


U.2接口


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看起来好像和SAS接口简直一模一样,对的,就是一模一样,U.2接口和SAS接口确实是一样的,唯一的区别就是上述我们说的逻辑标准的区别,SAS实际上还在走的SATA总线,而U.2接口则是走PCI-E总线,两则在外观上虽然一样,但是本质上却是两套完全不同的标准协议在工作。U.2接口的问世也是为了解决企业级SSD固态的速度瓶颈,提高服务器速度。因此U.2接口的速度在理论上也是和NVMe一样的可以达到的32Gb/s。


mSATA接口


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mSATA接口的全称叫mini-SATA接口,这个接口当时是为了给笔记本这类内部空间比较狭小的设备提供SSD设备而制定的。顾名思义就是一个缩小版的SATA接口,在总线标准和协议标准还是传输速度上,都是和SATA3.0接口一样的。唯一需要注意的就是MSATAssd的尺寸有两种,一种是全高尺寸(30mm*50mm)和半高尺寸(30mm*25mm)的。


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(全高的mSATA固态硬盘)


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M.2接口


不同接口的固态硬盘有什么区别?

(两种不同的M.2插槽)


M.2接口一开始是叫NGFF接口的,后来才改叫为M.2的。至于改名的原因,就是M.2出现了支持NVMe标准的接口。所以我们就根据改名前后,把M.2接口分为B-key和M-key接口两种类型。B-key接口可以支持SATA总线和最高PCI-E x2的总线标准(这里说的支持PCI-E x2,但是是不支持NVMe协议),而M-key接口是支持NVMe高速协议的标准,理论上也是向下兼容B-key接口的SSD(同样要以厂商的设计说明为准)。简单来说就是B-key接口的SSD可以插在M-key接口的插槽上,但是反过来是不可以的。在尺寸上,M.2接口也是有五种长度尺寸的,分别是2230、2242、2260、2280和22110,其中最常见的就是我们常见的2280。


不同接口的固态硬盘有什么区别?


(不同协议的M.2硬盘)


PCI-E接口


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(主板上PCI-E插槽)


PCI-E接口其实一开始是不是为SSD定制的接口,毕竟定制PCI-E接口协议的时候,SSD还没有出生。后来厂商发现了主板上的PCI-E插槽反正也插不完,SATA接口的速度又太慢,就干脆设计出了插在PCI-E插槽上的SSD。一般插PCI-E接口的SSD是走PCI-E总线的,虽然SATA标准的SSD也可以通过转接卡插在PCI-E接口上,但是速度也不会有提神。在尺寸类型上,PCI-E接口的SSD还分为PCI-E 2.0 x2、x4、x8还有PCI-E 3.0 x2和x4的版本,目前最常用的也应该是PCI-E 3.0 x4的SSD了。


不同接口的固态硬盘有什么区别?

(文章开头的第一章图,就是PCI-E插槽的SSD)


写的差不多市面所能见的SSD接口都已经介绍完毕(可能有人会问小编没有介绍mini-PCI-E接口,因为mini-PCI-E接口设计初衷就不是为了给SSD服务的,同样插槽的mSATA接口比它更快,mini-PCI-E接口就没有必要讨论了),看完这么多不同协议不同标准的接口,很多人估计都看晕了。所以,在最后小编就做了一张图,来结束这剪不断理还乱的接口类型。


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ra00qw 特聘专家

装机硬件

接口虽不同,本质却不变

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假定只是接口不同,那么主要除了硬盘的读写速度存在差异外,没多大的不同。

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