本期看點:
最全固態(tài)硬盤接口知識介紹
在上期的硬盤知識科普中,我們提到了SSD的發(fā)展史雖短,但是種類和協(xié)議比HDD不知道多到哪里去了。因此,本期小編就通過接口類型,總線標準和協(xié)議標準來詳細地介紹SSD。本文可能會出現(xiàn)很多小白都沒有見過或者聽過的名詞。但是,對科技的探索,就是在不斷學習新事物的過程嘛。
邏輯標準篇
首先,小編先給出幾個名詞:
SATA、PCI-E和AHCI、NVMe
是不是很熟悉,但是解釋起來,SATA好像是一種接口,但是好像又聽過SATA標準的M.2 SSD?PCI-E好像是顯卡插槽,怎么可以插想intel 750這樣的SSD呢,而且插在PCI-E的750怎么也寫著支持NVMe,NVMe不是插M.2接口的SSD嗎?看到這里是不是覺得有點懵了?(小編也是懵了好久才繞出這個圈的T_T)
首先,先給這四個詞分一下類,SATA、PCI-E是總線標準,AHCI和NVMe是協(xié)議標準。這兩個標準是屬于從屬關(guān)系,即總線標準是在協(xié)議標準之上,在討論接口標準的時候,絕對不能把四者混為一談。(在這里,我們討論標準的時候,就不要和物理接口混為一談,下文我們會逐一介紹各種不同類型SSD接口。)總線標準一般是指系統(tǒng)與其組成模塊之間相互連接的一個標準界面,目前最常見的SATA3.0總線理論上最高的速度只有6Gbps,PCI-E 3.0 x4的總線速度卻高達32Gbps,這就是不同總線標準的上限差距。而協(xié)議標準而是可以說針對系統(tǒng)中模塊定制的規(guī)范,在SSD中我們常見的AHCI標準,就是SATA硬盤對應(yīng)的協(xié)議標準。而NVMe標準則是專門針對PCI-E接口總線定制的一種SSD協(xié)議。而且需要注意的是,PCI-E總線一般是可以兼容AHCI標準的SSD(以廠商設(shè)計說明為準),而SATA總線卻不支持NVMe標準的SSD。簡單的來說,就是,ACHI協(xié)議是SATA總線的一個優(yōu)化驅(qū)動,PCI-E也可以用這個驅(qū)動,而NVMe協(xié)議是PCI-E總線專門給自己量身定做的一個SSD驅(qū)動,只能給自己用,別人都用不了。
說到這里,是不是有些明白了,但是在M.2接口好像還是搞不懂,有些主板上寫著M.2接口支持SATA標準的SSD,有些主板則寫著兼容NVMe標準和SATA標準的SSD?接下來我們就逐一介紹目前市面上可見的不同SSD接口。
物理接口篇
SATA接口
(最常見的SATA接口)
SATA接口應(yīng)該是我們最常見的接口了,不過是機械硬盤還是固態(tài)硬盤,大部分都是使用SATA接口來與主板連接。SATA接口發(fā)展到今天已經(jīng)是第三代了,也就是我們常說的SATA3.0,現(xiàn)在也很少見到SATA2.0或者1.0的接口,就算是見到了也不用擔心,因為SATA是向前兼容的,就算是SATA3.0的硬盤,插在SATA2.0的接口上也是可以用的,就算理論速度會降低一半。而目前SATA3.0理論速度最高支持6Gb/s,差不多也是機械硬盤傳輸?shù)奶旎ò辶?,而對于當紅的固態(tài)硬盤,這個速度倒是成為了瓶頸,所以后續(xù)才會出現(xiàn)更多的接口。
(一塊家用sata接口的SSD)
SATA Express接口
(華碩主板的SATA Express接口)
根據(jù)圖片來看,無非就是把連個SATA接口并在一起,而事實上也確實如此。SATA Express接口是由連個SATA接口和一個輔助接口組成,理論上速度就是6Gb/s+6Gb/s=12Gb/s,實際上由于損耗可能也就10Gb/s左右的速度,但是這個接口很多人事聽都沒有聽過的,因為它只出現(xiàn)了再兩代主板上,就泯然眾人已了。原因就是有成本更低,速度更快的M.2接口的出現(xiàn),讓一個剛面世的接口馬上就接受了淘汰的命運。
SAS接口
(用于服務(wù)器的SAS連接線和SAS固態(tài)硬盤)
看起來也和SATA接口差不多,就是在中間多了幾個金手指。實際上SAS接口也是在SATA接口上加多了SCSI技術(shù),這個技術(shù)主要用來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。SAS接口相對于SATA接口,數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娎|可以更長,穩(wěn)定性和耐用性也越強,因此一般都是用于企業(yè)服務(wù)器這種需要長時間不間斷讀寫的設(shè)備使用,在民用市場基本很少見,而且因為成本的原因,也很少有個人消費者去購買。SAS的理論速度目前最大可以達到12Gb/s。也是比較適合服務(wù)器主機這類對速度要求比較高的設(shè)備。值得一提的是,SAS接口是可以兼容普通的SATA硬盤,但是反過來SAS硬盤是不能插在SATA接口上的。SAS的理論速度目前最大可以達到12Gb/s。
U.2接口
(U.2連接線)
看起來好像和SAS接口簡直一模一樣,對的,就是一模一樣,U.2接口和SAS接口確實是一樣的,唯一的區(qū)別就是上述我們說的邏輯標準的區(qū)別,SAS實際上還在走的SATA總線,而U.2接口則是走PCI-E總線,兩則在外觀上雖然一樣,但是本質(zhì)上卻是兩套完全不同的標準協(xié)議在工作。U.2接口的問世也是為了解決企業(yè)級SSD固態(tài)的速度瓶頸,提高服務(wù)器速度。因此U.2接口的速度在理論上也是和NVMe一樣的可以達到的32Gb/s。
mSATA接口
(mSATA插槽)
mSATA接口的全稱叫mini-SATA接口,這個接口當時是為了給筆記本這類內(nèi)部空間比較狹小的設(shè)備提供SSD設(shè)備而制定的。顧名思義就是一個縮小版的SATA接口,在總線標準和協(xié)議標準還是傳輸速度上,都是和SATA3.0接口一樣的。唯一需要注意的就是MSATAssd的尺寸有兩種,一種是全高尺寸(30mm*50mm)和半高尺寸(30mm*25mm)的。
(全高的mSATA固態(tài)硬盤)
M.2接口
(兩種不同的M.2插槽)
M.2接口一開始是叫NGFF接口的,后來才改叫為M.2的。至于改名的原因,就是M.2出現(xiàn)了支持NVMe標準的接口。所以我們就根據(jù)改名前后,把M.2接口分為B-key和M-key接口兩種類型。B-key接口可以支持SATA總線和最高PCI-E x2的總線標準(這里說的支持PCI-E x2,但是是不支持NVMe協(xié)議),而M-key接口是支持NVMe高速協(xié)議的標準,理論上也是向下兼容B-key接口的SSD(同樣要以廠商的設(shè)計說明為準)。簡單來說就是B-key接口的SSD可以插在M-key接口的插槽上,但是反過來是不可以的。在尺寸上,M.2接口也是有五種長度尺寸的,分別是2230、2242、2260、2280和22110,其中最常見的就是我們常見的2280。
(不同協(xié)議的M.2硬盤)
PCI-E接口
(主板上PCI-E插槽)
PCI-E接口其實一開始是不是為SSD定制的接口,畢竟定制PCI-E接口協(xié)議的時候,SSD還沒有出生。后來廠商發(fā)現(xiàn)了主板上的PCI-E插槽反正也插不完,SATA接口的速度又太慢,就干脆設(shè)計出了插在PCI-E插槽上的SSD。一般插PCI-E接口的SSD是走PCI-E總線的,雖然SATA標準的SSD也可以通過轉(zhuǎn)接卡插在PCI-E接口上,但是速度也不會有提神。在尺寸類型上,PCI-E接口的SSD還分為PCI-E 2.0 x2、x4、x8還有PCI-E 3.0 x2和x4的版本,目前最常用的也應(yīng)該是PCI-E 3.0 x4的SSD了。
(文章開頭的第一章圖,就是PCI-E插槽的SSD)
寫到,差不多市面所能見的SSD接口都已經(jīng)介紹完畢(可能有人會問小編沒有介紹mini-PCI-E接口,因為mini-PCI-E接口設(shè)計初衷就不是為了給SSD服務(wù)的,同樣插槽的mSATA接口比它更快,mini-PCI-E接口就沒有必要討論了),看完這么多不同協(xié)議不同標準的接口,很多人估計都看暈了。所以,在最后小編就做了一張圖,來結(jié)束這剪不斷理還亂的接口類型。
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