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【PConline DIY老司機】2006年當(dāng)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(quán)，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?wù)?，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(shù)成熟可靠，兼容設(shè)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(wǎng)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(yīng)運而生了。mSATA是SATA協(xié)會開發(fā)的mini-SATA(mSATA)接口控制器的產(chǎn)品規(guī)范，控制器可以讓 SATA技術(shù)整合在小尺寸的裝置上。同時mSATA將提供跟SATA接口標(biāo)準(zhǔn)一樣的速度和可靠度。但mSATA的推廣最后卻失敗了，因為當(dāng)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(dāng)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(jié)：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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)本身、控制器，以及軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。而傳統(tǒng)的AHCI標(biāo)準(zhǔn)一直是以高延遲的HDD為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，于是，NVMe接口標(biāo)準(zhǔn)便誕生了。 NVMe接口標(biāo)準(zhǔn)為什么是革命性的？ NVMe標(biāo)準(zhǔn)，全稱Non-Volatile Memory Express（非易失性存儲器標(biāo)準(zhǔn)），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(lǐng)銜成立了NVMHCI工作組。面向PCIe SSD產(chǎn)品的NVMe標(biāo)準(zhǔn)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(jù)延遲，其次，NVMe精簡了調(diào)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(biāo)準(zhǔn)下隊列深度最多能達到32，但是在NVMe標(biāo)準(zhǔn)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(qū)等功能，驅(qū)動適應(yīng)性廣，低功耗。 隊列深度的大幅提升 小結(jié)：對比傳統(tǒng)的ACHI，NVMe接口標(biāo)準(zhǔn)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(qū)動適應(yīng)性廣的優(yōu)點，因此可以說NVMe接口標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，才會脫穎而出的吧？猜對了一半，其實支持NVMe標(biāo)準(zhǔn)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(xué)名其實是叫SF-8639接口，接口的設(shè)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(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhì)一樣的M.2 PCIe SSD和PCIe SSD在產(chǎn)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(jié)：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(biāo)準(zhǔn)的連接器接口，曾用名是NGFF（Next Generation Form Factor），是由HP主導(dǎo)的一個PCI-SIG協(xié)會公布的協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)名稱為PCI Express M.2 Specification，設(shè)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(dǎo)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(dāng)前主流標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)計?，F(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(guān)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(shè)計，當(dāng)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(shè)計，當(dāng)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(dāng)然這是最強的M.2 SSD，但也是最貴的M.2 SSD。當(dāng)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(yīng)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(jīng)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(jié)語：在2012年的IDF上，Intel提出將開始大力推廣NGFF技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(lǐng)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(biāo)出3000的天價，但是現(xiàn)在卻已經(jīng)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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