揭秘固态硬盘接口,速度与兼容性的完美融合

揭秘固态硬盘接口,速度与兼容性的完美融合"/

固态硬盘(Solid State Drive,简称SSD)的接口类型决定了它与计算机连接的方式。以下是一些常见的固态硬盘接口类型:
1. "SATA(Serial ATA)": - 这是目前最常见的一种SSD接口,采用串行通信方式,速度较快。 - SATA接口的SSD具有较低的成本,兼容性较好,是目前大多数个人电脑使用的主流接口。
2. "NVMe(Non-Volatile Memory Express)": - NVMe是一种为SSD设计的接口协议,旨在提高数据传输速度。 - NVMe接口的SSD通常通过PCIe( Peripheral Component Interconnect Express)接口连接到主板。 - NVMe接口的SSD速度更快,但成本相对较高,主要应用于高端个人电脑和服务器。
3. "SAS(Serial Attached SCSI)": - SAS接口是一种高速串行接口,常用于企业级存储系统中。 - SAS接口的SSD具有更高的传输速度和可靠性,但成本较高。
4. "M.2": - M.2是一种小型接口,用于连接SSD、Wi-Fi模块等。 - M.2接口的SSD可以采用SATA或NVMe协议,具有较低的功耗和较高的传输速度。 - M.2接口的SSD通常安装在主板上,适用于轻薄型笔记本电脑和台式机。
5. "U.2": - U.2接口

相关内容:

写在笔记开头的一段话:“机械硬盘几乎都是使用的SATA接口,所以此篇笔记不过多赘述。此篇笔记的主题是固态硬盘的接口”。

路要一步一步走,饭要一口一口吃,想弄清楚固态硬盘的接口,也得循序渐进。

SATA接口及其使用的电源线和数据线

【ATA和SATA】:ATA(Advanced Technology Attachment)和SATA(Serial ATA)是两种接口。

ATA接口是一种并行总线硬盘接口,采用并行传输,即通过多条数据线同时传输多个数据位。特点:接口尺寸较大,连接线较宽,不支持热插拔,采用并行传输‌,受到物理特性的限制,传输速率低且易受干扰。————已被淘汰

SATA接口是一种串行数据传输接口,采用串行传输,即通过单条数据线依次传输数据位。特点:接口尺寸更小,连接线更细,支持热插拔,采用单通道传输,信号干扰更小,数据传输更稳定。

SATA的发展历程:SATA 1.0的传输速度为150MB/s => SATA 2.0的传输速度提升至300MB/s => SATA 3.0的传输速度达到600MB/s。

【SATA和M.2】:SATA和M.2也是两种接口。

在固态硬盘出现之前,机械硬盘使用的是SATA接口。固态硬盘出现之后,早期的固态硬盘(2.5英寸)采用的也是SATA接口,其目的是为了平滑的逐步取代机械硬盘。但是受到SATA 3.0接口带宽的限制,使用SATA接口的固态硬盘的最大传输速度通常在500MB/s左右,性能无法充分发挥,于是专门为固态硬盘设计了M.2接口。

SATA接口:使用SATA接口的硬盘,需要使用传统的数据连接电缆(通常是扁平的数据线),通过主板上的SATA接口插槽与主板相连接。SATA 3.0的传输速度是600MB/s。

M.2接口:M.2的曾用名NGFF(Next Generation Form Factor),是新一代接口,是专为固态硬盘设计的接口‌。使用M.2接口的固态硬盘通过插槽和固定螺丝直接连接到主板上。M.2的传输速度可达到数千MB/s。

图片来源于网络,直观的说明了各种Socket区别

【M.2接口的Socket(插座)类型】:B key E(Socket 1)、B key(Socket 2)、M key(Socket 3)、B&M key。

支持SDIO和PCIe x2

支持SATA或PCIe x2,一个防呆键(缺口),左侧缺口6个金手指,使用有B-key接口插槽的主板。

支持PCIe x4,一个防呆键(缺口),右侧缺口5个金手指,使用有M-key接口插槽的主板。

支持SATA或PCIe x2,两个防呆键(缺口),左侧缺口6个金手指,右侧缺口5个金手指,等于同时具备B-key和M-key,可以兼容使用有B-key或M-key接口插槽的主板。

既然同时具备和,但是为什么支持的是PCIe x2,而不是PCIe x4呢?

答案是:为了保持兼容性,选择了较低的通道数。

注:

(a)-虽然M.2接口的金手指有B key、M key、B&M key三种,但是主板上的M.2接口只有B key和M key两种。

(b)-现在市面上常见的是和两种M.2 固态硬盘, 的M.2 固态硬盘 很少见到了。

(c)-PCIe Gen4 x4:Gen4表示第四代PCIe接口标准即PCIe4.0;x4表示通道数量,x4表示有4个通道。

【AHCI和NVMe】:AHCI(Advanced Host Controller Interface)与NVMe(Non-Volatile Memory Express)都可以理解成是一种传输协议。

AHCI是通过SATA总线(通道)与SATA 硬盘(既包括机械硬盘也包括固态硬盘)进行数据传输,可以提升SATA 硬盘的性能和激活SATA 硬盘的高级功能。

NVMe是通过PCIe总线(通道)与PCIe 固态硬盘进行数据传输,可以充分发挥PCIe固态硬盘的性能潜力。

可以理解成:AHCI协议是专门为SATA通道的硬盘设计的,AHCI协议对应SATA总线(通道);NVMe协议是专门为PCIe通道的固态硬盘设计的,NVMe协议‌对应PCIe总线(通道)。

【SATA接口的SSD和M.2接口的SSD】

使用SATA接口的固态硬盘都是通过SATA总线(通道)传输数据,通常使用AHCI协议。

对于使用M.2接口的固态硬盘,由于M.2接口的B key、M key、B&M key支持SATA和PCIe,所以又可以分为:

使用SATA总线(通道)进行数据传输的M.2 SATA(AHCI) 固态硬盘。其速度跟使用传统SATA接口的固态硬盘没有区别,仅仅是接口由SATA接口变成了M.2接口。

使用PCIe总线(通道)进行数据传输的M.2 PCIe(NVMe?) 固态硬盘。

注:

(a)-?表示可能支持也可能不支持。

(b)-支持NVMe协议的固态硬盘一定支持PCIe,而支持PCIe的固态硬盘不一定支持NVMe‌协议。

这是因为在NVMe协议出现之前,为了解决SATA接口限制了SSD的性能发挥的问题,就已经有厂家生产利用PCIe通道来提升性能的固态硬盘(高端高速的SSD),只是没有一个标准规范而已(NVMe协议可以说就是一个标准规范),另外,PCIe通道本身也是可以支持多种协议的,包括AHCI等,所以支持PCIe的固态硬盘并不一定支持NVMe协议。有了NVMe协议后,NVMe协议要求必须使用PCIe通道,因此支持NVMe的固态硬盘必然支持PCIe。

(c)-既然M.2接口是为了取代SATA接口或者mSATA接口,为什么M.2接口还要支持SATA总线(通道)这种模式呢?

答案可能是:兼容性和市场接受度、‌成本和性能的平衡、技术演进的过程、实际应用场景的需求等等,真正的答案是什么对消费者影响不大。

SATA接口、M.2接口是比较常见的两种固态硬盘接口,其他类型的接口还有:PCIe接口、U.2接口、mSATA接口和SATA Express接口。

【M.2接口(PCIe)、PCIe接口和U.2接口】

M.2接口的PCIe固态硬盘:通过M.2插槽连接到主板上,使用PCIe总线,高性能,尺寸小巧。

PCIe接口的固态硬盘:通过PCIe插槽连接到主板上,使用PCIe总线,性能相对更高,尺寸相对较大,主要用于企业级和高端消费级固态硬盘。

U.2接口的固态硬盘:U.2接口是专门为数据中心和企业环境设计的,使用PCIe总线。

总结:

1-SATA接口和M.2接口是目前常见主流的固态硬盘接口;

2-要辨别M.2接口的种类可以看防呆键(缺口)的数量和位置,更简单的是看防呆键金手指少的一侧的金手指数量。

3-M.2接口的固态硬盘如果使用SATA总线(通道),其跟使用传统SATA接口的固态硬盘一样,性能(速度)都会受到限制,仅仅是接口变了。

4-支持NVMe协议的固态硬盘一定支持PCIe,而支持PCIe的固态硬盘不一定支持NVMe‌协议。

温馨提示:

此篇笔记通过翻阅书籍或者查阅网上资料收集并整理后编写,用于学习和分享,内容仅代表个人观点,以供参考。人工收集整理,如有不妥之处,欢迎各位看官评论区留言讨论,相互学习探讨,共同进步。也希望各位看官动动金手指点个三联,给作者一点鼓励。

#电脑小课堂##固态硬盘#​​

关于作者: 网站小编

码农网专注IT技术教程资源分享平台,学习资源下载网站,58码农网包含计算机技术、网站程序源码下载、编程技术论坛、互联网资源下载等产品服务,提供原创、优质、完整内容的专业码农交流分享平台。

热门文章