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固态硬盘协议

提起固态硬盘协议,首先大家需要有一个清晰的认识,我们在固态硬盘领域常常提起的SATA、AHCI、PCI-e、NVMe这四个英文其实指的都是协议,不过是两两对应的。SATA和PCI-E指的是接口协议,AHCI和NVMe指的是传输协议,而SATA和AHCI对应的是高延时的机械硬盘,PCI-E和NVMe对应的是低延时的板卡。

首先我们讲一下接口协议,也就是SSD硬盘的主要分类方式,按照接口来分类通常分为SATA、SATA-E、mSATA、M.2、U.2、PCI-E、Macbook专用接口等几种,其中应用最广泛的是SATA、mSATA、M.2、PCI-E这几种,而实际上严格来讲,就只有SATA和PCI-E这两种,因为mSATA用的也是SATA协议,只是因为接口是迷你版,而M.2分为SATA和PCI-E两种,所以实际上还是SATA和PCI-E的较量。至于SATA接口里的SATA2和SATA3我们就不再多述。

SATA(Serial Advanced Technology Attachment,串行高级技术附件)是一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口,目前还无法突破USB3.0的技术限制,传输速率最高达到550MB/s

PCI-E,PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准,属于高速串行点对点双通道高带宽传输,所连接的设备分配独享通道带宽,不共享总线带宽。而PCI-E的速率计算比价复杂,尽管标准已经提出5.0版本,但目前主流应用过的还是3.0版本,4.0版本正在普及。而一个PCIe 3.0 x16的通道,x16 的可用带宽为 7.877 * 16 = 126.031 Gbps = 15.754 GB/s,也就是我们所说的16GB/s的高速。

以上通过对比可以看得出,尽管目前主流市场的SSD硬盘是SATA接口居多,而且已经让大众品尝到了高速读写的畅快体验,但在PCI-E的高速下仍显得不堪一击。但其胜在价格便宜,为主流大众所接受。市面上的固态产品,通常PCI-E接口的要比同等容量SATA接口的产品贵一倍以上。

再来讲讲传输协议,AHCI和NVMe。

AHCI(Serial ATA Advanced Host Controller Interface)串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口,是用来替代上一代IDE的。本质上讲还都是基于机械硬盘的设计,所以已经逐渐被淘汰,目前的主流SSD产品在安装前一定要在BIOS设置中打开AHCI模式才可以将性能发挥到最大,许多用户安装了SSD产品后发现速度只有300MB/s不到400,大部分是因为没有开启AHCI模式。

NVMe (Non-Volatile Memory express),是一种建立在M.2接口上类似AHCI的一种协议,是专门为闪存类存储设计的协议。就是因为大家发现AHCI标准并不适合低延时的SSD产品,所以为了解放SSD的性能,重新制定了新的存储规范标准,使用PCI-E通道,目前的高速SSD产品都必须支持NVMe协议才行,而速度普遍都在2000MB/s以上,性能出色的可以轻松超过3000MB/s。

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