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常见的固态硬盘接口详解
发布时间:2016-01-28 07:52:40     发布者:技佳数据恢复中心     --转载请注明出处--
 技佳数据恢复_固态硬盘

      作为PC中最重要的部件之一,硬盘还是整个木桶上最短的那根。PC性能要想极大地提升,硬盘速度就不得不革命。时至今日,机械硬盘依然是大多用户的装机首选,但用过固态硬盘的用户也都表示“再也回不去了”。在这场存储的革命中,为了实现更快的传输速度,硬盘的接口也在不断进化,固态硬盘上常见的接口都有哪些?

技佳数据恢复_固态硬盘接口

      视硬盘体积不同,固态硬盘的接口大致可分为:SATA、mSATA、M.2、SATA Express、PCI-E及U.2等,其实这些还只是一部分,因为我们没提到的还有很多,比如BGA封装的,针对外置设备的eSATA接口,企业级市场用的SAS 3.0接口,苹果(MacBook)、联想(Carbon)为配合整机外观设计而单独定制的接口等。由于它们跟日常使用的关系不大,我们重点讨论一些常见的接口类型,如下表所示:

技佳数据恢复_固态硬盘接口

 一、SATA  6Gbps接口

    SATA是硬盘接口的标准规范,按照带宽可以分为SATA 3Gbps和SATA 6Gbps,实际上SATA 6Gbps接口这个说法并不规范,准确名称为SATA II和SATA III。SATA 6Gbps接口是目前主流的HDD/SSD硬盘接口,大部分人现在买的硬盘都在用这种接口,接口及线缆如下所示:
技佳数据恢复_SATA III

      作为目前应用最多的硬盘接口,SATA III最大的优势是技术成熟、普及率高,它的带宽虽然比起新接口的10Gbps甚至32Gbps差得多,但对于普通用户来说,500MB/s的读写速度已经认为很快了,而对于机械硬盘来说,也许再过10年,其速度依然达不到SATA III的传输带宽,而以固态硬盘目前的发展态势来说,10年之后,也许机械硬盘早已淡出人们的视线了。SATA III的缺点是,它已经服役多年,对新技术的支持是不够的,比如NVMe标准就不支持,而且体积相对比较大,不适应SSD日益小体积的发展趋势,6Gbps的带宽对新一代SSD来说,已经开始捉襟见肘。

二、mSATA接口

      由于SATA III接口不利于固态硬盘小型化,半高SATA设备又不被市场接受,因此就有了针对便携设备开发的mSATA接口,它可以看作标准SATA接口的mini版,物理接口跟mini PCI-E一样,所以二者容易混淆,但mSATA依然执行的是SATA协议,使用着SATA通道,所以仍然需要SATA主控,SATA的缺点它也全都有。因此,它更像一个在新接口并未研制出来而人们对于小型化又有迫切需求时,一个折中的方案。因此,在M.2开始大行其道之时,mSATA 似乎功成名就的隐退了,目前仅有少数固态厂商还在提供mSATA接口的硬盘。
技佳数据恢复_mSATA
三、M.2/NGFF接口

      取代mSATA的是M.2接口,其最初的名称叫做NGFF(Next Generation Form Factor),它的体积甚至可以比MSATAT更小巧,基本长宽只有22x42,单面厚度2.75mm,双面闪存布局也不过3.85mm厚,但M.2又有丰富的可扩展性,最长可以达到110mm,用以全面提升固态硬盘的容量。
技佳数据恢复_M.2
      M.2接口可以同时支持SATA及PCI-E通道,后者可以显著提升硬盘速度,早期的M.2接口使用的是PCI-E 2.0 x2通道,理论带宽10Gbps,而目前的M.2接口已全面转向PCI-E 3.0 x4通道,理论带宽达到了32Gbps,这种带宽在很长的时间内可以满足固态硬盘的带宽需求。实际生产中,有些M.2接口选择了CPU原生的PCI-E通道,有些M.2通过PCH南桥扩展出来,而实测性能却没有太大差异。

      Intel主导制定的M.2接口实际上是个庞大的总集,我们常见的M.2硬盘只是其中的一部分,根据类型和用途不同,它还有A/B/C/D/E/F/G/H/J/K/L/M之分,其中A、E两种类型常用于WiFI/BT无线模块、NFC模块、WiGig模块等,B、M可以用于固态硬盘,而我们常见的2242/2260/2280/22110规格的M.2属于M分支的。

四、PCI-E接口

      早在SATA接口固态硬盘发展之初,PCI-E接口的固态硬盘就已经出现,因为后者在传输带宽上的优势很大,不论采用什么接口,都是从SATA向原生PCI-E转换,而PCI-E接口的固态硬盘一步到位,省去了中间过程。不过PCI-E硬盘最初多用于企业级市场,因为它需要不同的主控,性能更高但成本也很高,消费级市场也没太多需求,近两年来PCI-E硬盘才在高端消费级市场上崛起。
技佳数据恢复_固态硬盘
       跟显卡一样,PCI-E硬盘的规格也会根据长度、高度分为全高/半高、全长/半长等不同级别,最常见的PCI-E硬盘多是HHHL半高半长的,长度为167mm。PCI-E接口的硬盘速度也逐渐从当初的PCI-E 2.0 x2走向了PCI-E 3.0 x4通道,速度也达到了32Gbps,可以满足未来一段时间的使用了,而且早期PCI-E硬盘用以引导系统盘的问题也早已解决,现在PCI-E硬盘已经是各大厂商旗舰级首选方案。

五、SATA Express

      M.2接口解决了mSATA接口的后继问题,不过SATA III接口到底应该走向何方?在提升到6Gbps带宽之后,SATA接口已经很难继续提升速度了,而SATA的母协议SAS却可以把接口提高到12Gbps,但那是针对不计成本的企业级市场,对原接口做了很大变动才实现的,这在消费领域是行不通的,因此,针对SATA-IO给出的解决方案是SATA Express(SATA E)接口。
技佳数据恢复_SATA Express

      SATA E的物理接口实际上是通过SATA III接口改造的,它使用了SATA III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,这样做的好处是保持向下兼容,因为目前SATA E硬盘的数量实在是太少太少了,或者说就没见到有几款正式商用的,这样,即使用户并没有SATA Express接口的硬盘,SATA E还可以当成2个SATA III接口使用,不会造成浪费。
技佳数据恢复_SATA Express线缆

      SATA E标准诞生至今已两年有余,不过就目前的情况来看,由于缺少存储厂商的支持,SATA E普及之路还非常遥远,也很可能在不远的未来走向消亡。

六、U.2/SFF-8639接口

      U.2接口跟SATA E接口的思路类似,都是尽可能利用现有的物理接口,但为了让接口的带宽更快,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,可以认为U.2其实才是SATA E进化的最终形态吧。U.2的设备端接口融合了SATA和SAS接口的特点,中间用针脚填满了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。
技佳数据恢复_U.2接口

      U.2接口有很多优点,接口带宽达到了32Gbps,支持NVMe协议,甚至供电能力也提高了,这都有助于提高固态硬盘的性能,但U.2的缺点在于它依然是新兴事物,很多主板目前并没有U.2接口,而且U.2接口的消费级硬盘少的可怜,目前正式出售的也只有Intel的750系列。

总结:

      SATA III带宽上已经落伍,但凭借机械硬盘庞大的基数,短时间内是不会被淘汰的,只是在固态硬盘的发展道路上,SATA III已不再是优选。PCI-E接口优势非常明显,对主板没有特殊要求,在高端市场上依然会占有一席之地。SATA E则到了一个未老先衰的尴尬境地。U.2接口不论性能还是新技术支持都走在了前列,被认为是SATA III接口之后的新王者,不过小编可没这么乐观,私以为U.2接口还缺少关键吸引力,现在主板的支持力度还是太小了。

      在这场竞争中,最终获胜的也许只剩M.2和U.2,但从目前厂商的支出力度以及用户对于轻薄化的需求来说,M.2显然更胜一筹。
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