常用硬碟介面IDE、SATA、mSATA、M.2SATA、M.2PCIE NVMe講解
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一、機械盤介面及SATA匯流排通道
1、 IDE介面(ATA同IDE)
一般的計算機,很老的硬碟介面都是IDE,現在市場已經不使用此介面,IDE出現的比較早。以前,很多硬碟都是IDE介面的;而現在,市場上幾乎沒有IDE介面的硬碟了。
優點:該介面的硬碟價格低廉、兼容性強、性價比高。
缺點:數據傳輸速度慢、線纜長度過短、連接設備少、不支持熱插拔、介面速度的可升級性差。
SATA匯流排通道:
SATA是Serial ATA的縮寫,即串列ATA。它是一種電腦匯流排,主要功能是用作主板和大量存儲設備(如硬碟及光碟驅動器)之間的數據傳輸之用。
SATA已經完全取代舊式PATA(Parallel ATA或舊稱IDE)介面的舊式硬碟,因採用串列方式傳輸數據而得名。
SATA匯流排使用嵌入式時鐘信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令(不僅僅是數據)進行檢查,如果發現錯誤會自動矯正,這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。
Serial ATA的起點更高、發展潛力更大,Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/sec,這比目前最快的並行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/sec的最高數據傳輸率還高,而在已經發布的Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/sec,最終Serial ATA 3.0將實現600MB/sec的最高數據傳輸率。
SATA 3.0最大的改進之處,就是將匯流排最大傳輸帶寬提升到6Gbps。實際傳輸速度大約600MB/S(理論為6Gbps/8=768MB/S)
2、SATA介面
Serial ATA-串列ATA技術,速度更快,SATA不依賴系統匯流排的帶寬,而是內置時鐘頻率,支持熱插拔。現在市場上大部分機械硬碟介面幾乎都是SATA。
雖然SATA具備了熱插拔的規範,但連接纜線多是設計給內接式硬碟使用,最大插拔次數僅約200次,超過此插拔數目,纜線接頭便會劣化,甚至有可能造成硬碟的損壞。
IDE、SATA都是ATA介面。
SATA已經完全取代舊式PATA(Parallel ATA或舊稱IDE)介面的舊式硬碟。
注意:SATA與並行ATA的不同
並行ATA數據線由80根線組成,非常寬;SATA數據線僅有7根弦,較窄,不會影響機箱內部散熱風流。
並行ATA數據線最遠傳輸距離為12英寸,過長會造成信號的衰減;SATA數據線最遠傳輸距離可達1米,更有利於機箱內部走線,保障系統散熱。
二、固態盤介面及PCIE匯流排通道
1、mSATA介面
該介面是主要是用在筆記本上: 比如商務本,超極本,主流筆記本等。現在主流筆記本介面SATA介面的SATA3版本。
mSATA固態硬碟是基於mini-SATA介面協議的固態硬碟產品,傳輸速度支持1.5Gbps、3Gbps、6Gbps三種模式。其小巧的尺寸和輕薄的重量被廣泛應用於攜帶型電腦機相關產品中,得到行業的一致好評。
2、M.2介面
2.1、M.2 SATA協議
M.2介面,是Intel推出的一種替代MSATA新的介面規範。
與MSATA相比,M.2主要有兩個方面的優勢。
第一是速度方面的優勢。M.2介面有兩種類型:Socket 2(B key——ngff)和Socket 3(M key——nvme),其中Socket2支持SATA、PCI-E X2介面,而如果採用PCI-E ×2介面標準,最大的讀取速度可以達到700MB/s,寫入也能達到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4介面,理論帶寬可達4GB/s。
一種是金手指有兩個缺口的Socket 2跟金手指只有一個缺口的Socket 3
第二個是體積方面的優勢。雖然,MSATA的固態硬碟體積已經足夠小了,但相比M.2介面的固態硬碟,MSATA仍然沒有任何優勢可言。M.2標準的SSD同mSATA一樣可以進行單面NAND快閃記憶體顆粒的布置,也可以進行雙面布置,其中單面布置的總厚度僅有2.75mm,而雙面布置的厚度也僅為3.85mm。
M.2(Socket 2)的固態可以走SATA3或者PCI-E 3.0×2通道(就是兩條PCI-E),而M.2(Socket 3)的固態則可以走PCI-E 3.0×4通道。
M.2介面是為超極本(Ultrabook)量身定做的新一代介面標準,以取代原來的mSATA介面。無論是更小巧的規格尺寸,還是更高的傳輸性能,M.2都遠勝於mSATA。
PCIe匯流排通道
PCI-Express(peripheral component interconnect express)是 一種高速串列計算機擴展匯流排標準。
PCIe屬於高速串列點對點雙通道高帶寬傳輸,所連接的設備分配獨享通道帶寬,不共享匯流排帶寬,主要支持主動電源管理,錯誤報告,端對端的可靠性傳輸,熱插拔以及服務質量(QOS)等功能。
SATA硬碟在執行數據計算過程中數據是通過SATA串列匯流排傳輸。而PCI-E硬碟通過PCIE匯流排傳輸,所以做到了更大的數據傳輸和最大的數據傳輸量。
PCIe與SATA3匯流排通道區別
PCI-E和SATA3簡單說就是數據走的「路」,PCI-E就像是特別寬大的路,數據可以走的特別快,而SATA3與之相比更像是一條小路,數據走的慢。
匯流排標準就是SATA和PCIE這兩個
NVME和AHCI就是數據走在這個路上的標準,數據在哪條路上傳輸,就需要遵循哪條路上的協議規範。
NVMe是硬碟新的傳輸標準
NVM Express(NVMe),或稱非易失性內存主機控制器介面規範(Non-Volatile Memory express),是一個邏輯設備介面規範。
他是與AHCI類似的、基於設備邏輯介面的匯流排傳輸協議規範(相當於通訊協議中的應用層),用於訪問通過PCI-Express(PCIe)匯流排附加的非易失性內存介質,雖然理論上不一定要求 PCIe 匯流排協議。
AHCI是硬碟的傳輸標準
高級主機控制器介面(英文:Advanced Host Controller Interface,縮寫:AHCI),是一種由英特爾制定的技術標準,它允許軟體與SATA存儲設備溝通的硬體機制。
AHCI,全稱為Serial ATA Advanced Host Controller Interface(串列ATA高級主控介面),AHCI描述了一種PCI類設備,它的主要作用是在系統內存和串列ATA設備之間扮演一種介面的角色,而且它在不同的操作系統和硬體中是通用的。
2.2、M.2 PCIE NVMe協議
PCIE固態硬碟就是遵循PCIE協議,需要在支持PCIE設備的插槽或者介面上安裝的設備。
硬碟介面,SATA介面、M.2 NVMe協議介面、M.2 SATA協議介面、mSATA協議介面。
如下圖所示: