固态硬盘种类

news2024/11/6 3:13:17

有三个层次,同一个词可能有多层意思,要注意区分。

一、接口
也叫插槽,插口。就是连接设备的地方。
能够插固态硬盘的插槽有:sata插槽,pcie插槽,m.2插槽,u.2插槽

(一)sata接口

(二)msata接口

(三)satae接口
(四)pcie接口

(五)m.2

(六)u.2
U.2原名SFF-8639,U.2接口的最大特色就是高速低延迟低功耗,支持NVMe标准协议,并且走的是PCI-E 3.0 x4通道,理论传输速度高达32Gbps,SATA只有6Gbps,比SATA快了足足5倍。


二、总线
总线也叫通道。就是数据线,设备与设备之间的连接导线。

总线分类
1.按照总线传递的内容分类
(1)地址总线(Address Bus,AB):用来传递地址信息。
(2)数据总线(Data Bus,DB):用来传递数据信息。
(3)控制总线(Control Bus,CB):用来传递各种控制信号。
2.按照总线所处的位置分类
(1)片内总线:CPU芯片内部用于在寄存器、ALU以及控制部件之间传输信号的总线。
(2)片外总线:CPU芯片之外,用于连接CPU、内存以及I/O设备的总线。
3.按照总线在系统中连接的主要部件分类
(1)存储总线。
(2)DMA总线。
(3)系统总线。
(4)设备(I/O)总线。
4.按照系统中使用的总线数量分类
(1)单总线结构。
(2)双总线结构。
(3)三总线和多总线结构。


数据总线分为ISA、EISA、VESA、PCIe,sata等

按传输方式可分为两种,串行通信和并行通信。
串行通信是指数据在单条1位宽的传输线上,一位一位地按顺序分时传送。如1字节的数据,在串行传送中,1字节的数据要通过一条传输线分8次由低位到高位按顺序逐位传送。
并行通信是指数据在多条并行1位宽的传输线上,同时由源传送到目的地。如1字节的数据,在并行传送中,要通过8条并行传输线同时由源传送到目的地。
并行通信适宜于近距离的数据传输,通常小于30m;串行通信适宜于远距离传送,可以从几米达数千公里。
而且,串行和并行通信的数据传送速率都与距离成反比。在短距离内,并行数据传送速率比串行数据传送速率高得多。
随着大规模和超大规模集成电路的发展,逻辑器件的价格趋低,而通信线路费用趋高,因此对远距离通信而言,采用串行通信费用远比并行通信费用低得多。


三、传输协议
包括ahci,nvme
AHCI其实是Serial ATA Advanced Host Controller Interface的英文缩写,取得是后面四个词的首字母,Serial ATA是SATA的意思,一般不用写入缩写中,整体的意思就是串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口),它是Intel所主导的一项技术,它允许存储驱动程序启用高级SATA功能,如本机命令队列(NCQ)和热插拔。开启AHCI之后可以发挥SATA硬盘的潜在的性能,理论上大约可增加30%的硬盘读写速度,在sata固态硬盘上最为明显。

Non-Volatile Memory Express (NVMe) 技术在2011年推出,消除了SATA接口和通信协议的各种瓶颈。NVMe技术利用PCIe总线,而不是SATA总线,可为存储设备释放巨大的带宽潜能。PCIe 4.0(最新版本)提供多达32个通道,理论上数据传输速度高达64,000MB/秒,而SATA III规范最高为600MB/秒。NVMe规范还支持65535个命令队列,每个队列包含多达65536条命令。不要忘记,基于SATA的固态硬盘仅有一个队列,每个队列的深度仅为32条命令。凭借更高的效率、性能以及在众多系统上的互操作性,NVMe技术为存储设备创造了巨大潜力。人们普遍认为,这项技术将成为新的行业标准。


四、 对应关系 

接口总线协议
m.2 B-keysataahci
pcie x2nvme
m.2 M-keysataahci
pcie x2nvme
pcie x4nvme
pciepcienvme
satasataahci
u.2pcienvme


 

1、M.2接口,分好几种

数字命名如下:

  • 前两位数字指定宽度(以毫米为单位)
  • 随后的两(或三)位数字指定长度(以毫米为单位)
  • 最后一个字母用于指定密钥/接口/总线(双插槽卡将使用两个字母)

 以下是各种尺寸M.2卡示例:

在上图中,前四位数字定义为:

  • Wi-Fi模块 (a) 宽16毫米,长30毫米,因此将标记为1630
  • SSD (b) 宽22毫米,长42毫米,因此标记为2242
  • 两个较大的SSD(c和d)宽22毫米,长80毫米,因此标记为2280

2、有M.2接口的主板能使用哪种M.2 SSD?
因为M.2接口分好几种,所支持的通道也是不同的,所以如果您想购买M.2 SSD,先要了解自己的主板上的M.2接口是什么类型,支持哪种通道的。

有两种类型的M.2 SSD,采用sata通道的ssd和采用pcie通道的ssd。

采用SATA总线的SSD倾向于使用B-key接口

采用PCIe x2总线的SSD可以使用B-key或者M-key接口

采用PCIe x4总线的SSD使用M-key接口

 
3、什么决定M.2 SSD所走的通道?
主控决定了接入M.2接口的SSD是走PCI-E通道还是SATA通道。例如HyperX Predator SSD的主控是Marvell 88SS9293主控,这是一款PCI-E控制器,而金士顿G2系列M.2 2280 SSD采用的是SATA控制器。
 
4、性能差别有多大呢?
走的通道不一样,速度自然有差别。SATA3.0通道的理论带宽是6Gb/s.理论极限传输速度600MB/s,所以跟市面所有的SATA接口SSD一样,金士顿G2系列M.2 2280 SSD的最高读取速度不超过600MB/s,而主板M.2接口走PCI-E通道传输通道带宽为10Gb/s。HyperX Predator SSD的连续读写达到1400MB/s和1000MB/s,完全超过了SATA3.0的极限传输速度。

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