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接口有什么不同,又適合于什么平臺,第22期SSD故事會,為你揭密。
SATA 3.0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,500MB/s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SATA 3.0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,SATA 3.0很長一段時間內都將是主流選擇。說起代表性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SATA SSD?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3Gb/s和6Gb/s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mSATA SSD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SATA 3.0一樣的傳輸標準,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mSATA SSD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,mSATA SSD淪落到二手市場拋售的情況。
無論是什么類型的SATA 3.0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I/O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SATA 3.0的節奏。那么,誰將是天選之子?
SATA Express: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SATA 3.0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SATA Express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(Next Generation Form Factor)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Intel 9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。
為什么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.2 2242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.2 SSD。
目前,M.2接口細分為兩種:Socket 2和Socket 3。Socket 2走SATA通道、PCI-E 2.0 x 4通道,最大理論讀寫速度分別達到700MB/s、500MB/s。
Socket 3專為高性能存儲設計,PCI-E 3.0 x 4通道,速度可達到32Gbps,接近4GB/S的帶寬,比SATA快5倍之多。
需要注意的是,Socket 2 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-E x2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Socket 3方面,除了走PCI-E 3.0 x 4 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,Socket 3接口的M.2 SSD性能遠超目前任何一款接口標準的SSD,比如三星950PRO 256G M.2 SSD,讀寫性能就達到恐怖的2300MB/s與951MB/s,遠遠把SATA SSD拋開。為了方便歸類,我們將這些高性能M.2 SSD成為NVMe M.2 SSD。
性能井噴、黃袍加身、高昂價格,NVMe M.2 SSD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-E SSD并不是什么黑科技,因為它本來就走PCI-E 3.0 x4通道,同時支持NVMe接口標準。也就是說,PCI-E SSD比M.2 SSD更加原汁原味,比如Intel 750就是純粹的PCI-E SSD。
當然了,也有一些廠商是將M.2 SSD轉接到帶M.2接口的PCI-E轉接卡中,實現PCI-E SSD,比如浦科特 M8Pe 512G、饑餓鯊 RD400 512G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SATA Express,而SATA-E物理接口是通過SATA 6Gbps接口改造的,有點類似于SAS接口。它使用了2個SATA 6Gbps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SATA E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-E x2變成了PCI-E 3.0 x4,此外還增加了許多新協議支持,比如NVMe,這些都是SATA E接口不具備的。可以說,U.2其實才是SATA E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SATA E規范,主板那一端則是mini SAS(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-E 3.0 x4,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.2 SSD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.2 SSD,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.2 SSD的天下。
所以,如果我們購買SSD的打算,要逐漸改變非SATA SSD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?
平臺與不同接口SSD的適配
SATA接口一些老舊的平臺,像6系、7系甚至8系主板,升級時推薦選購SATA接口,通用性強,向下還兼容SATA2.0,老舊平臺,最適合了。
mSATA接口基本上這種接口面臨被淘汰,也比較少有廠商推新品,在賣都是一些庫存老產品,像9系、100系列主板也不再配有mSATA接口,只有一些老平臺,筆記本,原先帶有mSATA接口,可以考慮升級時選購。
SATA Express接口忽略吧,沒有兼容支持,也沒有產品
M.2接口現在這種接口比較火,產品也很多,價格與普通SATA SSD相差不大,如果你新裝機用戶,主板上正好又配有M.2接口,建議你優先選購M.2 SSD,像Intel 600系列,速度快、價格便宜,沒理由不選的。
PCI-E 接口目前PCI-E SSD定位都比較高端,價格也很高,如果是中低端平臺不建議選購,一來是平臺自帶的PCI-E插槽相對有限;二、是成本的問題,一塊SSD相當于整套平臺,不值得了。當然,如果你的平臺很高端,不差錢,那不妨試一試這些性能怪獸,一定讓你驚喜的。
U.2接口目前U.2接口還處于“概念”階段,主板支持少,U.2 SSD更少了,目前市面上鮮有看到U.2 SSD。
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