不可以不知道的SSD接口知识

时间:2023/09/12 09:36:02   作者: 小九直播官网

  电脑有两种硬盘,一种是SSD(固态硬盘),一种是HDD(传统机械硬盘),它们的基本功能都是用来存储数据、资料等一些信息的。固态硬盘是一种采用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,其接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同,但读取速度更快,解决了新时代传统机械硬盘的性能瓶颈。

  近两年,随技术的提升和成本的下降,SSD已经慢慢的变成为新装机或者主流笔记本标配。

  去年,全球市场研究机构TrendForce集邦咨询针对2020年科技产业高质量发展,整理发布了十大科技趋势,其中就包括NAND Flash制程技术将首次突破100层堆叠,并将单一芯片容量从512Gb提升至1Tb,而以NAND Flash为基础的SSD产品则将导入比PCIe G3速度与效能快一倍的PCIe G4界面。

  不出意外,从2020年初开始,三星、美光、东芝、SK海力士甚至国内的长江存储等将旗下最新3D NAND堆叠层数提高到128层或以上。能预见,由于技术慢慢的提升且读写速度更快,未来SSD固态硬盘的市场占有率还会逐步提升。不过,本文并不打算讨论SSD市场格局和趋势,而是其接口技术,就像前文所述PCIe就是SSD接口技术的一种。

  事实上,除了PCIe之外,主流的SSD还有SATA、M.2、mSATA等接口技术,可以说SSD的接口世界是相当的“混乱”。这些SSD接口有什么不同,又适合于什么平台,接下来本文将逐一揭晓!

  SATA Revision 3.0(简称SATA3.0或SATA 6Gbps)它代表所使用的是SATA Revision 3.0标准,速度更快,相对SATA Revision 2.0。SATA是硬盘接口的标准规范,事实上,SATA 6Gbps接口是一个不太规范的说法,正确说法是SATA III(SATA3.0),接口速度是6Gbps。当然,大家都习惯这么说。这是市面上最常见的机械硬盘/固态硬盘接口,大多数人买的硬盘都是在用这种接口。

  SATA 6Gbps(SATA3.0)最大优势就很成熟,能够发挥出主流SSD最大性能。必须要格外注意的是,一些老电脑的主板,可能仅有SATA2.0,这类接口由于最大支持的速度有限,无法完全发挥出SSD的性能,因此一些老爷机或者比较老主板的电脑用户,一般不建议升级SSD,除非更换支持SATA3.0的主板。

  该接口是SATA协会开发的新的mini-SATA(mSATA)接口控制器的产品规范。新的控制器可以让SATA技术整合在小尺寸的装置上。mSATA也提供了和SATA接口标准一样的速度和可靠性,提供小尺寸CE产品(如Notebooks/ Netbook)的系统开发商和制造商更高效能和符合经济效益的储存方案。

  该接口主要是用在注重小型化的笔记本上面,比如说商务本、超极本等等,台式机、主流笔记本依依旧是SATA3.0。

  事实上,mSATA接口亦可以说是SSD小型化的必经过程。当然mSATA也存在SATA的一些缺陷,比如说现在仍然是SATA通道,速度还是6Gbps。

  在SATA接口的SSD发展开始时,就已然浮现了PCIe接口的SSD,后者优势可以说很明显。至于其他SSD,无论使用的是何种接口,都是从SATA 向原生PCIe走进,而PCIe接口的SSD直接是一步到位,没有了中间过程。

  不过,PCIe硬盘最开始主要是在企业级市场使用,因为它需要不同主控,所以,在性能提升的基础上,成本也高了不少。至于消费级市场,需求并不算高,只是在这两年,PCIe硬盘才开始在高端消费市场流行起来。目前,PCIe已经来到第五代,其接口速度对比第四代提升了 2 倍、对比第三代规格提升了4倍。

  M.2原名是NGFF接口,这是为超极本(Ultrabook)量身定做的新一代接口标准,主要用来取代mSATA接口。不管是从非常小巧的规格尺寸上讲,还是说从传输性能上讲,这种接口要比mSATA接口好很多。正是因为SATA的接口瓶颈越来越突出,现在很多主板厂商都开始在产品线接口能够同时支持PCIe通道以及SATA,其中前者在提高速度方面更轻松一些。最开始该接口所采用的是PCIe 2.0 x2通道,理论带宽10Gbps,可以说它也突破了SATA接口理论传输瓶颈。

  如今的M.2接口全面转向PCIe 3.0 x4通道,理论带宽达到了32Gbps,相比以往水准提升了很多,这也让SSD性能潜力大幅度的提高。另外,该接口固态硬盘还支持NVMe标准,和现在的AHCI比较起来,通过新的NVMe标准接入的SSD,在性能提升方面非常明显。

  在SATA 6Gbps速度之后,SATA接口再想提升速度就很难了。SAS接口虽然说能达到12Gbps的速度,不过这也只是针对企业级市场,并且对原接口做了很大变动,而且后者对成本并不敏感。但是,面对消费级市场时就不能这样了,必须考虑到现实问题,SATA-IO最终拿出了SATA Express接口的解决方案。

  其实,它的物理接口是由SATA 6Gbps接口改造而来,已经在市场上推出了好几年。不过,从目前市场占有率来看,该产品还有非常长一段普及之路。该产品做得唯一比较明智的地方就是向下兼容了SATA 6Gbps接口。

  U.2接口到底是啥东西?相信我们大家都没有听说过!它的别称是SFF-8639,是由固态硬盘形态工作组织(SSD Form Factor Work Group)推出的接口规范。

  U.2不但能支持SATA-Express规范,还能兼容SAS、SATA等规范。因此你们可以把它当做是四通道版本的SATA-Express接口,它的理论带宽已达到了32Gbps,与M.2接口毫无差别。

  序列式SCSI(SAS:Serial Attached SCSI)是一种计算机集线的技术,其功能主要是作为外围零件的数据传输,例如:硬盘、CD-ROM等设备而设计的界面。SAS大多数都用在企业级市场,

  SAS的接口接头有很多形式,第一代SAS发明于2005年,目前计划于2017年左右推出第四代。

  2017年,Intel联合众多行业巨头提出了一种代号“Ruler”的全新形态SSD,专为高密度、高性能的服务器和数据中心打造,2018年初形成行业标准EDSFF(企业与数据中心存储形式),很快得到普遍采纳。

  EDSFF大致上可以分为长短两种规格,长的叫做EDSFF 1U Long,简称E1.L,十分类似Intel最初提出的Ruler,很适合高密度存储,厚度有18毫米、9.5毫米两种。从技术层面来说,EDSFF标准的SSD很容易实现超越 M.2 模块的性能。也有的人觉得,未来EDSFF将完美取代M.2。

  尽管现在市面上固态硬盘接口确实特别杂乱,不过其实还是以SATA、mSATA、M.2以及PCIe为主。

  从性价比和技术上的成熟度来说,SATA3.0接口占据了绝大部分的市场。绝大多数台式电脑与主流笔记本都直接采用SATA接口,兼容传统的机械硬盘与新的固态硬盘,该接口也将在未来很长一段时间是主流。

  ,TrendForce集邦咨询将在深圳举办“后疫情时代——2021存储产业趋势峰会”,届时,产业链重量级嘉宾以及集邦咨询内存和闪存核心分析师,将围绕以上问题进行解答。