Monday Jul 01, 2024

SATA、M.2與PCI-e等SSD相關界面說明

SSD目前種類分為3種,

  1. 2.5SATA SSD(已經越來越少)
  2. M.2 PCIe(主要用於電腦主機)
  3. M.2 SATA(主要用於筆電)
  4. mSATA(輕量型筆電)

*M.2舊稱NGFF,這名子現在已經沒在用。

據我所知道跟有使用過的,最早期的硬碟界面是IDE ,後來主流慢慢的變成了SATA,因為之前對電腦沒有很在行,除了覺得SATA界面比IDE好安裝(IDE要小心,沒弄好還會針頭弄歪或壞掉)跟容量越來越大外,沒有其他太多感覺,但後來開始出現了SSD,才開始感覺的電腦速度狂飆的感覺,也解決了電腦長期因為硬碟而拖慢運作速度的問題,我印象Win7的效能偵測最低的永遠是硬碟的5.9分。


HDD
SSD

SSD剛出來時也是使用2.5SATA(剛開始也有3.5吋的),但因為SSD所需要的空間並不大,所以2.5吋的外殼有點多餘,SSD沒有任何機械運作對環境要求較低,有點像直立式記憶體,之後就發展出了M.2 SATAM.2 PCIe

 

M.2 SATA仍然是使用SATA傳輸技術做運作,因此其理論速度上限為600MB/s,而M.2 PCIePCIe原來適於顯卡,其發展歷史可以追朔至AGP,因為顯示卡高速運算也需要更高的傳輸速率,而也可以用於網卡、USB卡等等其他應用,最後也推出了M.2 PCIe,其理論速度到2021年的PCI-E 1.0 X16已經可以到達4GB/s,而SATA Express只有一半2GB, 但如果依目前市場主流的PCI-ESATA的差距更是到了3倍之多(PCI-E:2GBSATA600MB)。

 

其實這裡有一些問題要釐清,就是傳輸介面跟傳輸標準,這是常常會混亂的地方,以下是我所整理下來的,如果有錯誤請留言跟我說。

 

傳輸介面:從早期開始 IDE=>SATA=>eSATA=>mSATA=>M.2B+M key;M key=>PCI-E
傳輸技術:從早期開始 IDE=>SATA=>=>PCI-E

傳輸標準: 從早期開始IDE=>AHCI=> NVMe

IDE介面
SATA介面
eSATA介面 摘錄至中文百科
mSATA介面
M.2介面(B+M Key)
PCIE介面

 

基本上,在HDD(傳統硬碟)SATA剛開始的早期,硬碟的界面跟技術都是SATASATA基本上也都支援ACHI,然而當SSD出現之後,電腦的速度的確得到大大的提昇,但是SATA的技術卻再次限制了硬碟的技術,於是後來利用PCI-E的技術做傳輸,最後變成AHCI標準已經到了極限,而最新的標準是NVMe

 

所以當在選擇SSD 的時候,一定要先知道自己的電腦可以支援那些介面跟標準,尤其是M.2還要注意B+M Key或M Key,還有尺寸長寬,目前主流是2242跟2280(前2碼寬度後2碼長度),SATA技術還是PCIE技術,用的什麽標準等等。

 

以下我PCHOME挑出了幾款現有的產品大概看一下效能的差距。

 

mSATA SATAIII ACHI
讀550M/寫400M
M.2 SATAIII ACHI
讀530M/寫480M
PCIe 3.0 x4 NVMe
讀2500M/寫2000M
M.2 PCIe Gen4 x4 NVMe
讀3800M/寫3200M

非常清楚的SATA加AHCI效能完全比不上PCIE加NVMe,PCIE之前也有AHCI的版本,但現在好像都剩下NVMe了,而要注意M.2 SATA通常是用B+M key,而M.2 PCIE怎只有M key。

以下我有擷取自Kingston中關於SATA與PCIE上的差別,PCIE多達16條的通道且還在發展中。

SATA與PCIE比較
截錄至Kingston

下方也是由kingston網站中擷取關於AHCI標準跟NVMe標準的差異,可以看得出NVMe在各方面的設定都比較優異

AHCI與NVMe比較
截錄至Kingston

不知道寫了那麼多會不會讓讀者反而越看越模糊,如果我有用詞或觀念不正確的地方也請留言糾正我,如果有問題也歡迎留言討論喔。^^

謝謝分享
Ron

Ron

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