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IT之家学院:SSD 固态硬盘求真记

2020/1/15 18:14:26来源:IT之家作者:汐元责编:汐元评论:

前段时间,有网友在IT之家微信公众号上询问SSD的问题:

汐元看了看网上的一些介绍,大抵比较零散也比较专业,所以打算用尽可能容易懂的方式给大家介绍一下。

www.88w.com_【官方首页】-澳门星际这篇文章先给大家说一说电脑上固态硬盘SSD的接口和协议的内容。

也就是大家经常看到的什么SATA啊、M.2啊、PCIe啊、NVMe啊之类乱七八糟的名词。

同时,汐元主要针对当前消费级市场上的主流情况来说明,比较古老的历史就不不扒了,还有企业级市场像U.2接口之类的,普通消费者很少遇到,这里也不说。

在之前讲内存时序的那篇文章中,汐元曾做过一个比喻:

www.88w.com_【官方首页】-澳门星际CPU是工厂,内存是临时仓库,硬盘是原料产地。计算机运算就需要不断在临时仓库、原料产地间运输货物(数据)。

www.88w.com_【官方首页】-澳门星际今天我们讲的是硬盘,所以干脆把内存的环节简化。假设工厂(CPU)和原料产地(硬盘)直连。

货物在工厂和原料产地间不断运输,有两条路可以走。

一种是比较窄的路,像是崎岖的乡间小路,另一条是比较宽敞的高速公路,有多个行车道。

这两种路就是总线,其中比较窄的路是SATA总线,比较宽的路是PCIe总线。

总线是什么,大家还是可以在内存时序那篇文章里找到答案。

很显然,用比较宽的路运货,速度更快。

当然,要想货物运得快,不仅路要宽敞,交通工具也要先进才行。

现在有两种交通工具,一种是拖拉机,另一种是大货车。这两种交通工具对应SSD里的传输协议。

拖拉机可以理解为AHCI协议,而大货车是NVMe协议。显然,大货车比拖拉机速度快多了。

路宽敞,用货车,这就够了吗?还不够。工厂从原料产地进货,不是随便进的,一次能接多少订单,能拉多少货,也要看原料厂家的吞吐能力。

假设这些原料厂家有的吞吐能力小,只能开几个订单窗口,那你路再宽,车速再快,也是白搭。

而有的厂家一次能开十来个订单窗口,能同时送出大批量的货,美滋滋。

这些厂家开的订单窗口就可以理解为SSD的物理接口。小厂家的就叫SATA接口,大厂家的就叫M.2接口。

在这种比较比喻下,有些比较明显的点是大家可以注意的:

首先,我们规定,大货车不能往乡间小路上跑,也就是NVMe协议的硬盘不能走在SATA通道上。

www.88w.com_【官方首页】-澳门星际正常情况下,拖拉机也不能上高速的。www.88w.com_【官方首页】-澳门星际就是AHCI协议硬盘也不能走在PCIe通道上。不过,很早的时候是有这种情况的,现在基本看不到了。

说到这,相信IT之家小伙伴们对这几个专业名词都了解了。

接下来我们再深入了解一下这几个词的关系。

首先,我们看小厂家的SATA接口,它的吞吐能力有限,所以只能在SATA通道上走。也就是SATA接口的SSD只能走SATA通道,理论速率大概是600MB/s。

SATA接口的样子大概是这样的:

它的插槽是这样的:

可能还有IT之家小伙伴见过其他类型的SATA接口,例如mSATA(mini SATA),其实就是SATA的缩小版。

这些目前都不是主流了,咱们就忽略吧。

M.2接口就比较复杂了,毕竟大厂家,吞吐能力大,既可以安排在SATA这样的乡间小路上,也可以安排在PCIe这样的高速公路上。

不过,如果走在SATA通道,那么理论速率大概还是600MB/s。也就是说,就算你的SSD是M.2接口,但如果走SATA通道,速度照样提不上去。

这很好理解,路窄,交通工具落后,厂家吞吐能力再强,也没用。

如果M.2接口走PCIe这样的高速公路,那就好多了。

但是呢?高速公路也是分规模等级的,有双向四车道,还有双向八车道呢……

到PCIe上,就是看怎么迭代的了。

目前市面上主要的都是PCIe 3.0通道的。要说PCIe 2.0协议,发布于2007年,那个时候SSD根本还没兴起,咱就不提了。

在SSD上,PCIe 3.0分为PCIe 3.0×2和PCIe 3.0×4。

如果M.2接口走的是PCIe 3.0×2通道,理论速率大约是2000MB/s。

如果M.2接口走的是PCIe 3.0×4通道,又分为两种:是否支持NVMe协议。如果支持NVMe协议,速率大概是4000MB/s;如果不支持NVMe,速率大约是2000MB/s。

其实,M.2接口走PCIe 3.0×4通道但是却通过AHCI协议,就像上面说的,拖拉机开到了高速公路上,这种情况很少见,例如几年前的三星XP941。

除了PCIe 3.0,还有PCIe 4.0。PCIe 4.0规范第一个版本在2017年发布,但到目前,市面上PCIe 4.0的SSD还很少。

PCIe 4.0理论速率大约是8000MB/s。

还有一点比较重要,就是M.2接口的外观。

虽然都是M.2接口,但外观是有分别的哦。它分为Socket 2、Socket 3两种。

Socket 2接口也叫B Key,主要针对走PCIe 3.0×2通道以及SATA通道的情况,凹槽左边为6针脚设计:

对应的插槽是这样:

但是呢,这种B Key现在也极少见了,而是被B &M Key接口取代。B &M Key长这样,三个金手指,最左边的6针脚,右边为5针脚:

Socket 3接口也叫M Key,主要针对走PCIe×3.0×4通道,或许也有用M Key接口但走PCIe×3.0×2通道的,但几乎可以忽略。

M Key外观是这样,缺口在右边:

对应的插槽是这样:

你可以理解为M Key比B Key和B &M Key高级。

由于B &M Key两边都有凹槽,它也可以插在M Key插槽上,但是需要M Key本身向下兼容B Key才行,否则就算能插上也读不出来,这个需要大家注意一下。

还有就是,上述所说的速率,均为各种情况下的理论传输速率,实际用时基本达不到这个水平。

说了这么多,大家可能觉得有些乱。为了方便理解,汐元用一张图来整理一下(点击可查看大图):

相信经过IT之家小编汐元的解说后,大家对SSD的重要参数就有了一个更明确的认识。再了解其他参数就会轻松很多。

选购方法:

实际选购的时候,大家可以根据上面说的倒推一下。

简单来说,先看自己主板插槽上有没有M.2插口,然后看是M Key的还是B&M Key的插槽,还要考虑这两种插槽的兼容性,当然,也要看是否支持NVMe,最终根据自己的需求来买。

过程可能有些复杂,汐元画了个图:

如果大家觉得复杂。买的时候最关键的其实应该是注意一点:

不要觉得是SSD速度就一定倍儿棒,买的时候落实清楚:你买的是不是SATA接口的,是不是M.2接口却走SATA或者PCIe 3.0×2通道的,奸商最喜欢在这里做文章。

最后预告一下,IT之家后面还会对SSD的颗粒、主控以及更多购买建议进行介绍,敬请期待。

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关键词:SSD固态硬盘M.2SATA

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