SATA、mSATA、PCIE、M.2固态硬盘接口区别

By | 2019-10-15

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SATA、mSATA、PCIE、M.2固态硬盘接口区别
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科技发展日新月异,在电脑领域更是如此。就在CPU、显卡、内存、主板都历经多代更新,获得巨大的性能提升的同时,躲在角落的机械硬盘君默默的落泪了,多年来除了容量上的大突破外,性能方面也未见有质的提升。用户只能忍受这整机最大的性能瓶颈么?固态硬盘的出现让硬盘性能达到一个全新的高度,而随着时间的推移,固态硬盘的接口也有很多种类。那么如何挑选合适自己的固态硬盘?先来了解下市面上常见的固态硬盘接口吧。

目前最常见的接口:SATA

SATA SSD

现时,SATA分别有SATA 1.0 1.5Gbit/s、SATA 2.0 3Gbit/s和SATA 3.0 6Gbit/s三种规格。未来将有更快速的SATA Express规格 。目前最主流的磁盘接口是SATA3.0,它的带宽达到了6Gbps,主要用来适应固态硬盘介质硬盘高速传输的需要。作为目前应用最多的硬盘接口,SATA 3.0接口最大的瓶颈是实际的读写速度在600MB/s左右,6Gbps的带宽虽然比起新接口的10Gbps甚至32Gbps带宽有较大差距,但胜在价格便宜有相当高的普及率,所以目前基本上主流固态硬盘都采用SATA接口。

缩小体积不减弱性能:mSATA接口

mSATA SSD

mSATA接口是SATA协会开发的新的mini-SATA(mSATA)接口控制器的产品规范, 外型和电子界面与mini PCI-E完全相同,但电子信号不同,两者互不兼容 ,新的控制器可以让SATA技术整合在小尺寸的装置上。同时mSATA将提供跟SATA接口标准一样的速度和可靠度,比较广泛的运用于笔记本电脑和HTPC电脑中。实际上mSATA接口是SSD小型化的一个重要过程,但是mSATA依然没有摆脱SATA接口的一些性能瓶颈,比如依然是SATA通道,速度也还是6Gbps。

速度全面爆发洪荒之力:PCI-E接口

PCI-E SSD

早在SATA接口的SSD发展之初,PCI-E接口的SSD就诞生了,因为后者的优势实在太大了,其他SSD无论采用什么接口,SATA都向原生PCI-E通道进发,而PCI-E接口的SSD直接是一步到位,省去了中间的传输过程。 由于其直接连接,所有基于PCIe的固态存储的性能要高于基于服务器的SATA、SAS和光纤通道(FC)固态存储器。 不过PCI-E硬盘最初多用于企业级市场,因为它需要不同的主控,性能高的同时成本也高了,消费级市场需求也不太明显。随着性能发烧友的增多,这两年来PCI-E硬盘才在高端消费级市场上崛起。

小身材迸发大能量 M.2(NGFF) SSD接口

NGFF

SSD速度瓶颈不仅仅是存在于台式机电脑中,在笔记本身上也遭遇同样的问题,为了解决SATA3.0的读写瓶颈问题,INTEL推出了跟mSATA接口近似的NGFF接口,也就是现在主板上所谓的M.2接口。
无论是更小巧的规格尺寸,还是更高的传输性能,M.2都远胜于mSATA。

M.2

2242、2260、2280三种尺寸M.2固态硬盘

而不少M.2工业用品型号里总会有2242/2260/2280这样的数字。它们所代表的是SSD的长宽尺寸,比如最常见的2280规格就是宽22mm长80mm的意思。由于M.2接口与笔记本内存插槽类似,是半开放式的,需要螺丝固定才能使用,所以如果你的电脑只支持较长尺寸的版本,且没有预留其它螺丝孔位,较短的SSD是不能使用的。

M.2接口带宽为10Gbps,比SATA3.0高了4Gbps,可以扩展不同长度的长条状M.2 SSD,一般有短卡和长卡两种。同时市面有两种M.2接口固态硬盘,一种有NVme协议通过PCI-E传输的M.2接口固态硬盘,另一种是通过传统SATA3.0通道接口的固态硬盘,单从性能层面来看,前者的传输速率要比后者要出色。由此可见M.2接口理论上也可以接SATA,但需要通过转换才行,不转换的话它是纯粹的PCI-E磁盘接口。

与MSATA相比,M.2主要有两个方面的优势。第一是速度方面的优势。M.2接口有两种类型:Socket 2(B key——ngff)和Socket 3(M key——nvme),其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口,而如果采用PCI-E ×2接口标准,最大的读取速度可以达到700MB/s,写入也能达到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4接口,理论带宽可达4GB/s。 从固态硬件未来发展趋势看,M.2接口普及率相信会更高,毕竟它性能更出色,同时占用体积也小。

高性能与兼容性兼顾:SATA-Express

SATA-Express

为了突破SATA3.0的瓶颈,并为以前的SATA设备提供兼容,SATA标准的制定者SATA协会,拟定了一种新的磁盘接口,称为SATA-Express。它能兼容SATA标准的老硬盘,也能使用SATA-Express接口的高速SSD,每个SATA-Express接口可以接1个SATA-Express硬盘,或者2个SATA硬盘。

顾名思义,SATA-Express是SATA接口 + PCI-Express的混合体,也正因如此,SATA-Express和M.2接口一样是10Gbps,但未来趋势相对来说,M.2 SSD会前途无疑更加光明,首要原因是因为PCI-E信号有衰减问题,因此SATA-Express要保证信号就得在数据线上作出权衡,而M.2 SSD是直接安装的,无须担心这问题。

U.2接口

U.2

对于U.2接口,不少人还是感到陌生的,U.2别称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。所以可以简单认为U.2接口是四通道版本 的SATA-Express接口,其理论带宽高达32Gbps与M.2接口无异,目前已经开卖的也只有INTEL的750系列。

总结:

看完全文的你是否才发现原来硬盘接口技术这么多年来不是原地踏步的,在性能上也一直有追求。虽然固态硬盘接口种类繁杂,总结下来无非就是三种:SATA 3.0、M.2以及PCI-E为主,而且综合目前发展趋势以及市场导向等诸多方面来看,M.2以及SATA 3.0接口市场占有率将会成未来主流。所以作为普通消费者的我们,也无需太过纠结,跟随主流的一定没错。

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