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SSD接口全解析 懂了你才會選-SSD,接口,解析, ——快科技(原驅動之...
2018.12.4

文章来源:由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://news.mydrivers.com/1/504/504984.htm?t=1477575135621"

SSD接口全解析懂了你才會選2016-10-2720:59:47出處:太平洋電腦網作者:Fison編輯:鯤鵬評論(0)猜你想看:固態硬盤一塊SSD的遷徙之旅,是不可遏制的大勢所趨,取代HDD,摧枯拉朽式的革命成功,一定不會遙遠。在這場存儲革命中,為了實現更快的速度、更好的體驗,SSD的接口也在不斷進化革新,像主流的SSD接口就有SATA、M.2、PCI-E、mSATA等。這些SSD接口有什麼不同,又適合于什麼平臺,第22期SSD故事會,為你揭密。SATA3.0接口:目前最常見的SSD接口作為目前應用最多的硬盤接口,SATA接口最大的優勢就是成熟,兼容的設備多,普及程度也比較高。SATA接口從最初的SATA1.0進化如今的SATA3.0,普通2.5英寸SSD以及HDD硬盤都使用這種接口,理論傳輸帶寬6Gbps,雖然比起新接口的10Gbps甚至32Gbps帶寬差多了,但普通2.5英寸SSD也沒這么高的需求,500MBs多的讀寫速度也夠用。而在HDD硬盤上6Gbps帶寬遠遠談不上瓶頸,誰讓HDD硬盤發展太慢,速度一直沒有質變。雖然SATA3.0接口規格已經落伍,但廉頗歲老,尚能飯。普通用戶對性能的要求談不上苛刻,SATA3.0很長一段時間內都將是主流選擇。說起代表性SATASSD,那就多了,Intel730系列,三星850PRO、浦科特M6Pro等等。尤其三星850Pro,代表了SATA3.0SSD性能的巔峰。不過,與筆記本硬盤一樣的2.5英寸尺寸,加上拆開后發現還有大量空余空間,于是我們都不禁疑問,為何不能做成小尺寸的SATASSD?于是就有了mSATA。mSATA接口:雷聲大雨點小mSATA的歷史其實也挺悠久的,國際SATA協會在2009年推出了新的Mini-SATA接口控制器下的產品規范。新的控制器可以讓SATA技術整合在小尺寸的裝置上,同時mSATA將提供跟目前SATA接口標準一樣的3Gbs和6Gbs的理論接口傳輸速度。正因為尺寸小,超薄,節省空間,Intel曾積極為mSATASSD推廣,以其作為超極本等超薄移動PC上的存儲設備,并在部分主板上集成了這一接口。由于采用了和SATA3.0一樣的傳輸標準,性能有所保障,加上小體積,成為了當年不少筆記本電腦雙硬盤配置的SSD層面首選。但mSATASSD產品推出市場后并不如當初所預想得那般受歡迎。由于面積限制,顆粒數目所限,性能與容量難以匹敵同時代的2.5英寸SSD;同時小尺寸帶來價格的昂貴,加上當時SSD發展尚未成熟,容量價格比低,亮點少無法吸引用戶購買。最后,mSATASSD淪落到二手市場拋售的情況。無論是什麼類型的SATA3.0接口,其速度短板造成的木桶效應越來越明顯,市場渴望突破6Gbps帶寬的IO接口來適應用戶對高速SSD性能的需求。于是,前幾年開啟了新接口替代SATA3.0的節奏。那么,誰將是天選之子?SATAExpress:尷尬癌晚期為了突破SATA3.0的瓶頸,并為以前的SATA設備提供兼容,SATA標準的制定者,SATA協會,擬定了一種新的磁盤接口,稱為SATA-Express。顧名思義,SATA-Express是SATA接口PCI-Express的混合體,其理論帶寬達10Gbps,比SATA3.0高了4Gbps,它能兼容SATA標準的老硬盤,也能使用SATA-Express接口的高速SSD,每個SATA-Express接口可以接1個SATA-Express硬盤,或者2個SATA硬盤。由于缺乏原生支持,目前9系列的SATA-Express接口的主控芯片都是第三方芯片提供的。同時,理論帶寬比起SATA3.0高不了多少,還占據了寶貴的主板空間以及接口空間。所以,我們現在都越來越少看到SATAExpress了。M.2接口:柳暗花明又一村羊毛出于羊身上,在英特爾主推超極本的時代,就已經頒布了適應超薄空間的存儲接口標準以及對應的SSD設計標準。由于mSATA諸多弱點不得不讓Intel重新定位理想框架下存儲設備,Intel也認識到mSATA接口并不能滿足目前的發展需求,在2012年的IDF上,提出將開始大力推廣NGFF(NextGenerationFormFactor)技術標準的SSD,通過進一步降低厚度同時提高傳輸速度滿足新一代超極本的需求。由于NGFF不夠言簡意賅,后來該名成M.2接口相比SATA接口,M.2接口在傳輸帶寬、容量、輕薄特性等方面有更多的優勢。現在,M.2接口不再只局限于超極本上,在DIY裝機領域同樣來勢洶洶。早在Intel9系主板上就配有M.2接口,到現在100系列主板,幾乎成為了標配。為什麼M.2能夠引領SSD的速度革命?原因在于M.2接口走PCI-E通道,而非傳統的SATA通道。我們知道,主流的主板都有充裕的PCI-E通道數,也就是說,多條通道可以實現超高的帶寬。這就是為何PCI-E通道能夠成為下一代SSD的接口標準。尺寸方面,M.2有2242、2260、2280三種規格,為了劃分不同長度的產品而定的。長度不同,意味著容量就不同。因為長度越長,可布置的閃存顆粒就越多,容量也就越大。以M.22242為例,22是寬度22mm,42是長度42mm,2260與2280同為此理,所以選購前也要看看你的設備到底支持哪一種長度的M.2SSD。目前,M.2接口細分為兩種:Socket2和Socket3。Socket2走SATA通道、PCI-E2.0x4通道,最大理論讀寫速度分別達到700MBs、500MBs。Socket3專為高性能存儲設計,PCI-E3.0x4通道,速度可達到32Gbps,接近4GBS的帶寬,比SATA快5倍之多。需要注意的是,Socket2支持兩種通道:SATA以及PCI-E,比如比如浦科特M6e支持的是高速PCI-Ex2存儲接口,而同樣為M.2接口的浦科特M6GV采用的是SATA存儲接口。所以,性能肯定有差別。至于Socket3方面,除了走PCI-E3.0x4高速通道來實現超高傳輸速度外,還需要解決機械硬盤遺留下來的延時問題(速度與延時是硬盤的量大性能指標)。我們知道,造成硬盤存儲時延遲的三大因素,存儲介質本身、控制器,以及軟件接口標準。于是,影響下一代SSD的新傳輸協議NVMe,取代了AHCI而生。NVMe傳輸協議,就是基于閃存的特點而研發的全新傳輸協議,比AHCI更懂SSD。它讓硬盤通過PCIe接口直接與CPU互連,而不是傳統方式,通過南橋控制器中轉,再連接CPU,這樣SSD的傳輸速度將更快,數據延遲也更低。不僅如此,NVMe的隊列數量也從AHCI的1,提高了64000,大幅提高了SSD的IOPS(每秒讀寫次數)性能;同時加入了自動功耗狀態切換、動態能耗管理功能、免驅功能等等。綜合起來,Socket3接口的M.2SSD性能遠超目前任何一款接口標準的SSD,比如三星950PRO256GM.2SSD,讀寫性能就達到恐怖的2300MBs與951MBs,遠遠把SATASSD拋開。為了方便歸類,我們將這些高性能M.2SSD成為NVMeM.2SSD。性能井噴、黃袍加身、高昂價格,NVMeM.2SSD成為了未來SSD發展的風向標,目前不少SSD廠商已經跟進這個市場,務必分到這塊大蛋糕。我們相信,未來是屬于NVMeM.2SSD的。PCI-E接口:M.2的另一面相信在之前Intel750系列SSD的評測之中,大家都領略到這性能怪獸的威力。它帶來的PCI-E接口,瞬間讓整個SSD界重新認識人生。其實,PCI-ESSD并不是什麼黑科技,因為它本來就走PCI-E3.0x4通道,同時支持NVMe接口標準。也就是說,PCI-ESSD比M.2SSD更加原汁原味,比如Intel750就是純粹的PCI-ESSD。當然了,也有一些廠商是將M.2SSD轉接到帶M.2接口的PCI-E轉接卡中,實現PCI-ESSD,比如浦科特M8Pe512G、饑餓鯊RD400512G等等。由于接口標準一樣,所以性能都一樣。所以我們才說,PCI-E接口其實是M.2的另一面。U.2接口:論干爹的重要性?U.2接口,原先叫SFF-8639,由Intel一手推動。本質上是SATAExpress,而SATA-E物理接口是通過SATA6Gbps接口改造的,有點類似于SAS接口。它使用了2個SATA6Gbps接口和一個只有4pin針腳的mini版SATA接口組成,其中小接口只能接入PCI-E線,這樣做的最大好處就是保持向下兼容,因為目前SATAE硬盤的數量實在是太少太少了。U.2接口的設計思路與SATA-E差不多,盡可能利用現有的物理接口,但帶寬更快,從PCI-Ex2變成了PCI-E3.0x4,此外還增加了許多新協議支持,比如NVMe,這些都是SATAE接口不具備的。可以說,U.2其實才是SATAE的完全體。U.2的設備端接口融合SATA及SAS接口的特點,中間用針腳填滿SATA接口留下的空缺,并預留了L型防呆設計,所以可以兼容SATA、SAS及SATAE規范,主板那一端則是miniSAS(SFF-8643)接口,設備端的U.2線則是一端接在SATA電源上,一端接在U.2硬盤的數據口上。U.2接口的最大特色就是支持NVMe標準協議,高速低延遲低功耗,帶寬走PCI-E3.0x4,理論傳輸速度高達32Gbps,而SATA只有6Gbps,比SATA快了5倍之多。咋一看,是不是覺得U.2接口和前面提到的M.2接口差不多?事實上,它們采用的是類似的標準,于是有了U.2和M.2相似的稱呼。不過與M.2不同的是,U.2面向的是大尺寸的硬盤。由于出身原因,U.2SSD的尺寸達到了2.5英寸,能更好的與目前SATA3.0接口固態硬盤兼容,適合主流筆記本、臺式電腦,未來潛力較大。但不足的地方在于,目前配備U.2接口SSD相對較少,尚等待成熟。不幸的是,Intel以及主板廠商在100系芯片組開始主推體積更小,實現更高整合度的M.2SSD,并引導這個消費潮流。舍得投入研發成本到新主板的主板廠商實屬不多,雖然與M.2一樣有著不俗的性能,但是沒有干爹在,前途未卜。總結:根據自己需求選好SSD今天小編大概介紹了前前后后主流的SSD接口。事實上,在這個統一標準的時代,最終留下成為長期主流的SSD不出意外就剩下一種。SATA開始衰退,M.2不斷上位,加上廠商的力推,我們相信未來有可能是M.2SSD的天下。所以,如果我們購買SSD的打算,要逐漸改變非SATASSD不選的思維。未來主流的SSD勢必突破占據數年的6Gbps的瓶頸,我們期待更小尺寸、更高性能、更大容量的SSD能夠成為我們主流的選擇。最后,我們做了一下簡單的總結,看一下哪一些平臺選哪一些SSD比較合適?微信公眾號搜索"驅動之家"加關注,每日最新的手機、電腦、汽車、智能硬件信息可以讓你一手全掌握。推薦關注!【微信掃描下圖可直接關注】

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