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別再瞎買SSD了!看懂sata、m.2、AHCI、nvme介面是關鍵

不少小夥伴想要購買固態硬碟, 都沒能搞懂sata m.2 AHCI nvme這些名詞, 現在想要買SSD就需要分得清各種介面的區別, 才能讓大家在裝機時選擇SSD心裡有數些, 按需購買, 今天快啟動小編為大家分享固態硬碟不同介面有何區別, 想要瞭解的趕緊來看看吧。

目前主流SSD可分為兩種, 一種是是SATA協議SSD, 另一種則是速度較快的PCI-E協定SSD。 我們先來瞭解一下兩種介面硬碟的工作原理:在傳統SATA硬碟中, 當我們進行資料操作時, 資料會先從硬碟讀取到記憶體, 再將資料提取至CPU內部進行計算, 計算後寫入記憶體, 存儲至硬碟中;而PCI-E則有所不同, 資料直接通過匯流排與CPU直連, 接近最大的傳送速率, 最大的資料量, 省去了記憶體調用硬碟的過程。 簡單的說, 我們可以把兩種通道理解成兩輛相同的汽車, PCI-E通道的汽車就像是在高速上行駛, 而SATA通道的汽車就像是在崎嶇山路上行駛, 顯然PCI-E速度要快一些。

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就現在來說, 主流固態硬碟M.2 介面一般分為兩種, 一種是SATA協議SSD, 另一種則是速度較快的PCI-E協定SSD(取決於主機板和SSD)。 首先我們必須要瞭解下兩種介面硬碟的工作原理, 要是在傳統SATA硬碟中在進行資料操作的時候, 資料一般都是從硬碟讀取到記憶體, 然後CPU內部會提取資料進行計算, 計算之後才會寫入記憶體中再存儲在硬碟中的;另一種則是速度較快的PCI-E固態硬碟的資料是直接連接匯流排與CPU, 傳送速率以及資料量都是最大的, 這樣就節省了記憶體調用硬碟的過程。 說的通俗形象點就是好比這兩種通道是兩輛相同的汽車, PCI-E通道的汽車是行駛在高速上的, 而SATA通道的汽車是行駛在崎嶇山路上,

兩者的速度一看便知。

下面是代表性產品:

a) 三星 850 EVO M.2 介面, SATA 匯流排, AHCI 協定

b) 三星 SM951 M.2 介面, PCIe 匯流排, AHCI 協定

c) 三星 SM951 M.2 介面, PCIe 匯流排, NVMe 協定

d) 採用NVMe協定的M.2介面固態硬碟三星960 PRO, 這是目前世面上讀寫速度最快的一款固態硬碟, 最高讀取速度可達3.5GB/s。

e)採用了SATA介面的固態硬碟, 速度無法突破USB 3.0最高限制, 只能達到550MB/s, 但是相比三星960PRO, 此款固態硬碟價格要便宜不少。

AHCI與NVMe協定

我們瞭解完介面之後, 再來說說兩種固態硬碟的協定, 如果採用 PCIe 匯流排, 又分 AHCI 和 NVMe 兩種協定。 而要是說IDE是要走到頭的節奏, 那AHCI也即將出現瓶頸了。 就現在所使用的SATA介面與AHCI標準的設計就是為了高延時的機械硬碟, 現在最為主流的SSD也仍然很高興的使用著他們, 而早期SSD性能不高的情況下還沒覺得以偶多大問題, 但是隨著SSD的性能逐步增強, 這些標準也成為了限制固態硬碟的一大瓶頸, 專為機械硬碟而設計的AHCI標準並不太適合低延時的固態硬碟。

NVMe的一大優勢就是低延遲。 這主要是因為流線型的存儲堆疊, NVMe無需讀取寄存器就可以發出命令。 AHCI的每個命令都需要讀取4個不可緩存寄存器, 從而導致大約2.5μs的額外延遲。 低延時和良好的並行性的優勢就是可以讓SSD的隨機性能得到大幅度提升, 在任何佇列深度下都能發揮出極佳的速度。

NVMe對固態硬碟的IOPS性能提升也比較大。 因為在制定AHCI規範時, 並行性的想法沒有完全加入到規範內,利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優化,但是介面並不允許SSD真正最大限度地發揮其應有的並行性。此外,對於移動設備使用者來言,使用NVMe存放裝置可以對電池續行起到很大幫助。NVMe加入了自動功耗狀態切換和動態能耗管理功能,設備從能耗狀態0閒置50ms後可以迅速切換到能耗狀態1,在500ms閒置後又會進入能耗更低的狀態2。雖然切換能耗狀態會產生短暫延遲,但閒置時這兩種狀態下的功耗可以控制在非常低的水準,因此在能耗管理上,相比起主流的SATA介面固態硬碟也擁有較大優勢。

選購建議:

總而言之,瞭解到這邊你一定會覺得PCI-E的好處這麼多,那我選用PCI-E介面就行了,其實並不是所有人都適合購買PCI-E介面固態硬碟,由於PCI-E SSD快閃記憶體顆粒和主控的原因,PCI-E的固態硬碟價格都特別高,比SATA協定的固態硬碟高出一倍左右的價格,所以大家在選擇的時候一定要按需購買,根據自己電腦的配置以及需求來選購相應等級的固態硬碟,不然機會造成性能浪費哦。

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並行性的想法沒有完全加入到規範內,利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優化,但是介面並不允許SSD真正最大限度地發揮其應有的並行性。此外,對於移動設備使用者來言,使用NVMe存放裝置可以對電池續行起到很大幫助。NVMe加入了自動功耗狀態切換和動態能耗管理功能,設備從能耗狀態0閒置50ms後可以迅速切換到能耗狀態1,在500ms閒置後又會進入能耗更低的狀態2。雖然切換能耗狀態會產生短暫延遲,但閒置時這兩種狀態下的功耗可以控制在非常低的水準,因此在能耗管理上,相比起主流的SATA介面固態硬碟也擁有較大優勢。

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