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【PConline DIY老司機】2006年當三星發(fā)布第一款民用SSD開始,，誰也沒想到這個性能怪物僅僅用10年便顛覆了HDD在存儲界長達60年之久的統(tǒng)治霸權，并且愈發(fā)有取而代之的趨勢,，如今,，電腦里不裝個SSD總覺得哪里不正常。而隨之而來的,，便是主板硬盤接口的變革,，傳統(tǒng)的SATA接口限制了SSD的發(fā)揮，為此人們發(fā)展出了各種更高效的傳輸接口,，其中就有現(xiàn)在十分流行的M.2接口,。其實，從SATA到M.2,還有非常多的接口,，被淹沒在科技發(fā)展的潮流中,，那么我們今天就來談談，M.2接口憑什么在新接口中突圍而出成為主流,，M.2接口的SSD是否就一定好,。 “慢吞吞”的接口 我們把時間倒回到2009年,，那時候菊花只是說一種花,，醉了也僅僅代表喝多了，在大家忙于偷菜的時候,，串行ATA國際組織(SATA-IO)正式發(fā)布了新版規(guī)范“SATA Revision 3.0”，同時向下兼容舊版規(guī)范,，理論最高傳輸帶寬從3Gbps翻倍到6Gbps,。 SATA3.0接口 作為SATA接口的的延續(xù),，SATA3.0接口相對于各種新生接口而言技術成熟可靠,，兼容設備多，普及程度高,，且6Gbps的對于普通2.5英寸SSD堪稱夠用,，自然而然SATA 3.0接口也就成為主板上必備的接口了。如今在高端SSD價格居高不下,，SSD并不能完全取代HDD的的情況下,，相信SATA 3.0接口在今后相當長的時間里依然會是主流。但人類并不喜歡原地踏步,，很快,，SATA協(xié)會開始思考，怎樣才能突破SATA3.0的瓶頸呢,？ SATA接口SSD SATA-Express,，或者叫SATAe，便是SATA協(xié)會提出的解決方案,。SATA-Express是SATA接口 + PCI-Express的混合體,，其理論最高帶寬可達10Gbps，能兼容SATA標準的老硬盤,，也能使用SATA-Express接口的高速SSD,，每個SATA-Express接口可以接1個SATA-Express硬盤，或者2個SATA硬盤,。 SATA-Express接口 但是我們并沒能看到SATA-Express成為現(xiàn)在的主流接口，究其原因,，一是SATA-Express太占主板空間,，有網友甚至稱其開歷史的倒車，夢回IDE時代,，影響了其在移動平臺的通用性,，二是對比他的競爭對手，在帶寬上并無優(yōu)勢,，實在雞肋,。 接線的SATA-Express接口 也在那段時間,，筆記本流行了起來,，大家開始追求輕薄本，大家也開始努力把SSD做小,，于是mSATA接口就應運而生了,。mSATA是SATA協(xié)會開發(fā)的mini-SATA(mSATA)接口控制器的產品規(guī)范，控制器可以讓 SATA技術整合在小尺寸的裝置上,。同時mSATA將提供跟SATA接口標準一樣的速度和可靠度,。但mSATA的推廣最后卻失敗了，因為當時masta接口的SSD受面積限制,，顆粒數(shù)目有限,，性能與容量難以匹敵同時代的2.5英寸SSD；同時小尺寸帶來價格的昂貴,，加上當時SSD發(fā)展尚未成熟,，容量價格比低，大多數(shù)消費者對其并不買賬,，最重要的是mSATA接口的SSD始終潛力有限,，各大廠家很快又放棄了推廣這一接口，開始尋找其他出路,。 mSATA接口 小結：小的接口帶寬不夠,，性能不足，帶寬夠的,，接口又太大了,，人們開始意識到，想要實現(xiàn)帶寬夠大,，通用性夠好的接口,，必須在根源改變，不能再抱著SATA接口和AHCI標準小修小補了,。理論上講,，成硬盤存儲時延遲主要有三個方面，存儲介質本身,、控制器,，以及軟件接口標準。而傳統(tǒng)的AHCI標準一直是以高延遲的HDD為標準設定的,，想配合性能突飛猛進的SSD早已有心無力,。人們迫切需要一種更懂SSD，基于閃存特點開發(fā)的接口標準,，于是,，NVMe接口標準便誕生了。 NVMe接口標準為什么是革命性的,？ NVMe標準,，全稱Non-Volatile Memory Express（非易失性存儲器標準），是使用PCI-E通道的SSD一種規(guī)范,，最早在2007年的Intel 開發(fā)者論壇上已被提出,，并在同年由Intel 領銜成立了NVMHCI工作組。面向PCIe SSD產品的NVMe標準能有效降低控制器和軟件接口部分的延遲,，最主要是能讓SSD走PCI-E通道直連CPU，有效降低了數(shù)據延遲,，其次,，NVMe精簡了調用方式，AHCI每條命令則需要讀取4次寄存器,，一共會消耗8000次CPU循環(huán),，從而造成2.5μs的延遲，而NVMe執(zhí)行命令時則不需要讀取寄存器,。 NVMe PCIe SSD可有效降低延遲 而且新的協(xié)議還能大大提高SSD的IOPS（每秒讀寫次數(shù)）性能，理論上,，IOPS=隊列深度/ IO延遲,，所以增加隊列深度,，就可以有效提升SSD的IOPS。傳統(tǒng)的ACHI標準下隊列深度最多能達到32,，但是在NVMe標準下,，這一數(shù)值可以達到64000，是以前的2000倍,。此外NVMe還加入了自動功耗狀態(tài)切換,、動態(tài)能耗管理、免驅等功能,，驅動適應性廣,，低功耗。 隊列深度的大幅提升 小結：對比傳統(tǒng)的ACHI,，NVMe接口標準能有效降低控制器和軟件接口部分的延遲，大幅提高固態(tài)硬盤的IOPS性能,，還兼顧低功耗,，驅動適應性廣的優(yōu)點，因此可以說NVMe接口標準是革命性的,。 M.2接口憑什么突圍而出,？ 看到這里，各位看官似乎明白了,，M.2接口是因為他支持NVMe標準,，才會脫穎而出的吧？猜對了一半,，其實支持NVMe標準的接口,，并不止M.2一個，還有更為純粹的PCIe接口和非常小眾的U.2接口,，我們先來講講這個U.2接口,看看他為什么不能成為主流,。 U.2正規(guī)學名其實是叫SF-8639接口，接口的設計思路與SATA-E一樣,，即盡可能利用現(xiàn)有的物理接口,，但增加了更多的協(xié)議支持就像NVMe，帶寬也從PCI-E x2增加到了PCI-E x4,，可以說U.2才是才是SATAe的終極版本,。 U.2接口不可以說不好，但是對比他的競爭對手M.2接口,，在通用性方面稍遜一籌,，而這對于接口的普及其實是致命的，U.2目前甚至還是需要占用特定的線材或轉接卡與臺式機或筆記本電腦連接，特別不方便,，U.2接口逐漸小眾化和邊緣化也不足為奇了,。 華碩 MAXIMUS VII HERO電商價格讀取中... 那么既然NVMe協(xié)議能讓SSD更快走的是PCI-E通道,，為什么不能直接把SSD插在原本就直連PCI-E通道的PCIe接口上呢,，廠家也想到了這個問題，PCIe接口的SSD也就順理成章的出現(xiàn)了,。PCIe接口的SSD一直是高性能的代名詞,，雖然其接口標準和M.2 PCIe SSD一樣，但更大的pcb板能讓PCIe SSD容量更大,，更適合企業(yè)級消費者,，但通用性方面不及M.2接口靈活，所以本質一樣的M.2 PCIe SSD和PCIe SSD在產品定位上開始分道揚鑣了,，M.2 PCIe SSD面向大眾主流消費者,，PCIe SSD則面向更高端的用戶比如企業(yè)用戶。 小結：看完各個接口沒能普及的原因,，大家大概都明白了,，M.2接口能突圍而出，主要憑借著兩點：1,、支持NVMe傳輸協(xié)議,，擁有更大的帶寬，提高SSD的IOPS,，大大減少SSD的延遲,。2、接口通用性比其他支持NVMe傳輸協(xié)議的接口要好,，體積小巧,、更適合放在各種移動端平臺。 那么你說的牛逼哄哄的M.2接口,，究竟是啥東西,？ M.2其實是一種標準的連接器接口，曾用名是NGFF（Next Generation Form Factor）,，是由HP主導的一個PCI-SIG協(xié)會公布的協(xié)議,，標準名稱為PCI Express M.2 Specification，設計目的是為了在同一連接器上支持多種模組/卡,，其中除了大家熟知的SSD之外,，還支持WIFI,、藍牙,、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)和NFC等。 M.2接口 M.2接口最主要有以下幾個優(yōu)點：支持更高的速率,，潛力大,；相對PCI-Emini card，節(jié)約20%的PCB空間,，節(jié)省15%的連接器高度,，更小巧玲瓏；支持PCI-E3.0,，USB3.0和SATA3.0三種當前主流標準,，接口更“全能”。小巧的體積和支持多種主流通信接口,，造就了M.2超強的通用性,，也為M.2接口的普及鋪平了道路。 在M.2模組尺寸方面,，M.2規(guī)范1.0共定義了11種尺寸的模組/卡,，但主流SSD尺寸只2242、2260,、2280三種規(guī)格,，命名也是按照模組的尺寸命名的，舉個例子,，M.2 2242,，22是寬度22mm，42是長度42mm,。因為長度越長,，可布置的閃存顆粒就越多，容量也就越大,。因此各位購買M.2 SSD的時候,，也需要先看清楚自己的主板支持什么尺寸的M.2模組。
M.2模組尺寸
主流SSD尺寸 特別要注意的是M.2的連接器共有三種Socket，（Socket1,、2,、3），其中Socket1全部采用焊接方式且僅適用于1216,，2226和3026尺寸,，并不常見。Socket 2支持SATA,、PCI-EX 2接口,。而Socket3則僅支持PCI-E x 4通道,，擁有高達32Gbps的帶寬，接近4GB/S的接口傳輸速度,，比SATA快5倍之多,，專為高性能存儲設計。現(xiàn)在市面上有些主板的M.2接口是兼容這兩種接口的,，即可走SATA通道也可以走PCI-E通道,，但是有的僅僅支持Socket3接口，走PCI-E通道,，因此各位再購買SSD前,，把自己主板的M.2接口搞清楚十分重要。關于Socket 3和Socket 2 SSD接口外觀差別可以看這里
左邊是支持“B key”的插槽,，短的一段在左邊，采用6pin設計,，當接口連帶“B key”一并使用時候,，即為Socket 2接口，走SATA或PCI-E X2通道,；另一種是支持“M key”的插槽,，短的一段在右邊，采用5pin設計,，當接口連帶“M key”一并使用時候,，走的是PCI-E X4通道，即為Socket 3接口,。
建興 睿速系列 T11 256G電商價格讀取中... M.2接口的SSD一定好嗎？未必,！ 假如你買了一個M.2接口的SSD,，它走的是SATA通道，那么他的傳輸協(xié)議依然是傳統(tǒng)的ACHI,，最大讀寫性能和走SATA3.0接口的SSD沒有任,！何！區(qū),！別,！ 因此，為了區(qū)別開來,，我們把M.2接口,，支持NVMe協(xié)議的高性能SSD稱為NVMe M.2 SSD。 但是同樣是NVMe M.2 SSD,，性能也可能會有很大差異,，主要是有兩個因素造成：其一為SSD接口類型是PCI-E 3.0還是老舊的PCI-E 2.0,；其二是SSD是PCI-E X 4（Socket 3）還是PCI-E X 2（Socket 2）。最大的區(qū)別在于理論最高帶寬和接口速度上,，小編整理了一份表格給大家便于理解:
可以輕易的看出PCI-E 3.0 X 4的SSD才是理論上最好的固態(tài)硬盤。 但是小編也不是說只建議大家買Socket 3,，PCI-E 3.0 X 4接口的M.2 SSD,，當然這是最強的M.2 SSD，但也是最貴的M.2 SSD,。當初SSD問世給HDD用戶帶來極大的震撼,，日常體驗得到飛躍的提升，但這次NVMe M.2 SSD相比于SATA SSD,在日常使用中其實并不會感受到明顯的差異,，換句話講對于大多數(shù)日常應用普通的SSD不會是瓶頸,。小編一向建議大家按需購買，如果不是重度工作使用,，不需要經常讀寫大型文件,，或許等到高性能的NVMe M.2 SSD價格更親民再去入手，會更好些,。 結語：在2012年的IDF上,，Intel提出將開始大力推廣NGFF技術標準的SSD，主要用于超極本平臺,，進一步減少超極本厚度同時提高傳輸速度,，取代mSATA。想不到的是,，嘗過甜頭的廠家開始把這一接口推廣到其他領域,，M.2接口以星星之火可以燎原之勢迅速普及了下來，下一步便是高性能的NVMe M.2 SSD普及了,。 十年前剛面世不久的1tb機械硬盤標出3000的天價,，但是現(xiàn)在卻已經是裝機必備，隨著人類科技的進步,，SSD的成本進一步下降,， |
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