解说SSD各种固态硬盘接口

2016-10-27 21:41 技术文章

解说SSD各种固态硬盘接口 硬盘有各种型号和各种接口的区别不同决定电脑使用范围和电脑使用效率，文件传输速度. 常规都是SATA接口居多，那么来看看新式的其他接口硬盘吧

 

SATA 3.0接口：目前最常见的SSD接口

作为目前应用最多的硬盘接口，SATA 接口最大的优势就是成熟，兼容的设备多，普及程度也比较高。

SATA接口从最初的SATA1.0进化如今的SATA3.0，普通2.5英寸SSD以及HDD硬盘都使用这种接口，理论传输带宽6Gbps，虽然比起新接口的10Gbps甚至32Gbps带宽差多了，但普通2.5英寸SSD也没这么高的需求，500MB/s多的读写速度也够用。而在HDD硬盘上6Gbps带宽远远谈不上瓶颈，谁让HDD硬盘发展太慢，速度一直没有质变。

虽然SATA 3.0接口规格已经落伍，但廉颇岁老，尚能饭。普通用户对性能的要求谈不上苛刻，SATA 3.0很长一段时间内都将是主流选择。说起代表性SATA SSD，那就多了，Intel 730系列，三星850PRO、浦科特M6Pro等等。尤其三星 850 Pro，代表了SATA 3.0 SSD性能的巅峰。

不过，与笔记本硬盘一样的2.5英寸尺寸，加上拆开后发现还有大量空余空间，于是我们都不禁疑问，为何不能做成小尺寸的SATA SSD？于是就有了mSATA。

mSATA接口：雷声大雨点小

mSATA的历史其实也挺悠久的，“国际SATA协会”在2009年推出了新的Mini-SATA接口控制器下的产品规范。新的控制器可以让SATA技术整合在小尺寸的装置上，同时mSATA将提供跟目前SATA接口标准一样的3Gb/s和6Gb/s的理论接口传输速度。

正因为尺寸小，超薄，节省空间，Intel曾积极为mSATA SSD推广，以其作为超极本等超薄移动PC上的存储设备，并在部分主板上集成了这一接口。由于采用了和SATA 3.0一样的传输标准，性能有所保障，加上小体积，成为了当年不少笔记本电脑双硬盘配置的SSD层面首选。

但mSATA SSD产品推出市场后并不如当初所预想得那般受欢迎。由于面积限制，颗粒数目所限，性能与容量难以匹敌同时代的2.5英寸SSD；同时小尺寸带来价格的昂贵，加上当时SSD发展尚未成熟，容量价格比低，亮点少无法吸引用户购买。最后，mSATA SSD沦落到二手市场抛售的情况。

无论是什么类型的SATA 3.0接口，其速度短板造成的木桶效应越来越明显，市场渴望突破6Gbps带宽的I/O接口来适应用户对高速SSD性能的需求。于是，前几年开启了新接口替代SATA 3.0的节奏。那么，谁将是天选之子？

SATA Express：尴尬癌晚期

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。

顾名思义，SATA-Express是SATA接口  PCI-Express的混合体，其理论带宽达10Gbps，比SATA3.0高了4Gbps，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。

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。同时，理论带宽比起SATA 3.0高不了多少，还占据了宝贵的主板空间以及接口空间。所以，我们现在都越来越少看到SATA Express了。

M.2 接口：柳暗花明又一村

羊毛出于羊身上，在英特尔主推超极本的时代，就已经颁布了适应超薄空间的存储接口标准以及对应的SSD设计标准。由于mSATA诸多弱点不得不让Intel重新定位理想框架下存储设备，Intel也认识到mSATA接口并不能满足目前的发展需求，在2012年的IDF上，提出将开始大力推广NGFF（Next Generation Form Factor）技术标准的SSD，通过进一步降低厚度同时提高传输速度满足新一代超极本的需求。 

由于NGFF不够言简意赅，后来该名成M.2接口相比SATA接口，M.2接口在传输带宽、容量、轻薄特性等方面有更多的优势。现在，M.2接口不再只局限于超极本上，在DIY装机领域同样来势汹汹。早在Intel 9系主板上就配有M.2接口，到现在100系列主板，几乎成为了标配。

为什么M.2能够引领SSD的速度革命？原因在于M.2接口走PCI-E通道，而非传统的SATA通道。我们知道，主流的主板都有充裕的PCI-E通道数，也就是说，多条通道可以实现超高的带宽。这就是为何PCI-E通道能够成为下一代SSD的接口标准。

尺寸方面，M.2有2242、2260、2280三种规格，为了划分不同长度的产品而定的。长度不同，意味着容量就不同。因为长度越长，可布置的闪存颗粒就越多，容量也就越大。以M.2 2242为例，22是宽度22mm，42是长度42mm，2260与2280同为此理，所以选购前也要看看你的设备到底支持哪一种长度的M.2 SSD。

目前，M.2接口细分为两种：Socket 2和Socket 3。Socket 2走SATA通道、PCI-E 2.0 x 4通道，最大理论读写速度分别达到700MB/s、500MB/s。

Socket 3专为高性能存储设计，PCI-E 3.0 x 4通道，速度可达到32Gbps，接近4GB/S的带宽，比SATA快5倍之多。

需要注意的是，Socket 2 支持两种通道：SATA以及PCI-E，比如比如浦科特M6e 支持的是高速PCI-E x2存储接口，而同样为M.2接口的浦科特M6GV采用的是SATA存储接口。所以，性能肯定有差别。

至于Socket 3方面，除了走PCI-E 3.0 x 4 高速通道来实现超高传输速度外，还需要解决机械硬盘遗留下来的延时问题（速度与延时是硬盘的量大性能指标）。我们知道，造成硬盘存储时延迟的三大因素，存储介质本身、控制器，以及软件接口标准。于是，影响下一代SSD的新传输协议NVMe，取代了AHCI而生。

NVMe传输协议，就是基于闪存的特点而研发的全新传输协议，比AHCI更懂SSD。它让硬盘通过PCIe接口直接与CPU互连，而不是传统方式，通过南桥控制器中转，再连接CPU，这样SSD的传输速度将更快，数据延迟也更低。

不仅如此，NVMe的队列数量也从AHCI的1，提高了64000，大幅提高了SSD的IOPS（每秒读写次数）性能；同时加入了自动功耗状态切换、动态能耗管理功能、免驱功能等等。

综合起来，Socket 3接口的M.2 SSD性能远超目前任何一款接口标准的SSD，比如三星950PRO 256G M.2 SSD，读写性能就达到恐怖的2300MB/s与951MB/s，远远把SATA SSD抛开。为了方便归类，我们将这些高性能M.2 SSD成为NVMe M.2 SSD。

性能井喷、黄袍加身、高昂价格，NVMe M.2 SSD成为了未来SSD发展的风向标，目前不少SSD厂商已经跟进这个市场，务必分到这块大蛋糕。我们相信，未来是属于NVMe M.2 SSD的。

PCI-E 接口：M.2的另一面

相信在之前Intel 750 系列 SSD的评测之中，大家都领略到这性能怪兽的威力。它带来的PCI-E接口，瞬间让整个SSD界重新认识人生。

其实，PCI-E SSD并不是什么黑科技，因为它本来就走PCI-E 3.0 x4通道，同时支持NVMe接口标准。也就是说，PCI-E SSD比M.2 SSD更加原汁原味，比如Intel 750就是纯粹的PCI-E SSD。

当然了，也有一些厂商是将M.2 SSD转接到带M.2接口的PCI-E转接卡中，实现PCI-E SSD，比如浦科特 M8Pe 512G、饥饿鲨 RD400 512G等等。由于接口标准一样，所以性能都一样。所以我们才说，PCI-E接口其实是M.2的另一面。

U.2 接口：论干爹的重要性？

U.2接口，原先叫SFF-8639，由Intel一手推动。本质上是SATA Express，而SATA-E物理接口是通过SATA 6Gbps接口改造的，有点类似于SAS接口。它使用了2个SATA 6Gbps接口和一个只有4pin针脚的mini版SATA接口组成，其中小接口只能接入PCI-E线，这样做的最大好处就是保持向下兼容，因为目前SATA E硬盘的数量实在是太少太少了。

U.2接口的设计思路与SATA-E差不多，尽可能利用现有的物理接口，但带宽更快，从PCI-E x2变成了PCI-E 3.0 x4，此外还增加了许多新协议支持，比如NVMe，这些都是SATA E接口不具备的。可以说，U.2其实才是SATA E的完全体。

U.2的设备端接口融合SATA及SAS接口的特点，中间用针脚填满SATA接口留下的空缺，并预留了L型防呆设计，所以可以兼容SATA、SAS及SATA E规范，主板那一端则是mini SAS（SFF-8643)接口，设备端的U.2线则是一端接在SATA电源上，一端接在U.2硬盘的数据口上。

U.2接口的最大特色就是支持NVMe标准协议，高速低延迟低功耗，带宽走PCI-E 3.0 x4，理论传输速度高达32Gbps，而SATA只有6Gbps,比SATA快了5倍之多。

咋一看，是不是觉得U.2接口和前面提到的M.2接口差不多？事实上，它们采用的是类似的标准，于是有了U.2和M.2相似的称呼。不过与M.2不同的是，U.2面向的是大尺寸的硬盘。

由于出身原因，U.2 SSD的尺寸达到了2.5英寸，能更好的与目前SATA3.0接口固态硬盘兼容，适合主流笔记本、台式电脑，未来潜力较大。但不足的地方在于，目前配备U.2接口SSD相对较少，尚等待成熟。

不幸的是，Intel以及主板厂商在100系芯片组开始主推体积更小，实现更高整合度的M.2 SSD，并引导这个消费潮流。舍得投入研发成本到新主板的主板厂商实属不多，虽然与M.2一样有着不俗的性能，但是没有干爹在，前途未卜。

总结：根据自己需求选好SSD

今天小编大概介绍了前前后后主流的SSD接口。事实上，在这个统一标准的时代，最终留下成为长期主流的SSD不出意外就剩下一种。SATA开始衰退，M.2不断上位，加上厂商的力推，我们相信未来有可能是M.2 SSD的天下。

所以，如果我们购买SSD的打算，要逐渐改变非SATA SSD不选的思维。未来主流的SSD势必突破占据数年的6Gbps的瓶颈，我们期待更小尺寸、更高性能、更大容量的SSD能够成为我们主流的选择。

最后，我们做了一下简单的总结，看一下哪一些平台选哪一些SSD比较合适？