SATA、M.2、NGFF与PCIe、AHCI、NVMe SSD固态硬盘间的接口、总线及通信协议详解
总线、协议
说接口之前先说总线,民用产品的硬盘总线多为 SATA 和 PCIe。
SATA 总线只能使用 AHCI 协议。NVME 对比 AHCI 的优势在于 低延时、低功耗,更适合固态硬盘。
PCIe总线 可以使用 AHCI,也可以使用更高效的 NVME。而 PCIe 的速度不止与协议有关,还与 通道数目 有关。SSD固态硬盘上最常用的为 PCIe x2 和 x4。
图片来源:PCIe带宽计算
硬盘接口发展
并口就不说了,早就淘汰了。下面是市面上都能看到的。
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SATA 与 mSATA
市面上的 SATA硬盘,接口大多为 SATA2.0 / SATA3.0 / mSATA。SATA2.0与3.0引脚定义完全一致,仅从外观并不能区分。SATA2 最大速率为 3Gbps,SATA3 为 6Gbps。
mSATA 作为一种缩小体积的过渡方案,随着 M.2 接口的普及也很快被淘汰了。
mSATA 与 miniPCIe 接口一致。mSATA 接口的硬盘走的还是 SATA总线,最大速率依旧绕不过 6Gbps。
SATA:
mSATA:
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NGFF 与 M.2 的关系
NGFF(Next Generation Form Factor),是 Intel 提出的新一代内部扩展卡及连接器接口标准。M.2 = NGFF。
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M.2 socket2 和 socket3
socket2 接口支持SATA总线也支持 PCIe x2,但是有的SSD产品只支持SATA总线。现在说的 socket2 大多指 M.2 B-key 或 B&M-key。
socket3 走 PCIe x4总线,同时向下兼容socket2。现在说的 socket3 大多指 M.2 M-key。
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M.2 B-key、M-key
M.2 接口的硬盘可以走 SATA 总线,也可以走 PCIe 总线。PCIe总线、NVME协议更能发挥SSD的效能。
M.2 SSD硬盘的接口多 为 B&M-key 和 M-key。(M.2 除此之外还有 A-key 和 E-key)
B-key 最快的总线是 PCIe x2,极少数产品只支持 SATA总线。市面大多数产品直接跳过了 B-key,转向 B&M-key,因为 B&M-key 可同时插向 B-key 和 M-key。
M-key 最快的总线是 PCIe x4,同时向下兼容 PCIe x2 和 SATA,带宽最高。装机首选。
(这里说的B-key与M-key支持的总线仅为大牌主流产品,不排除小厂节约成本降配的因素,M-key走SATA总线性能照样不行)
图片出处:M.2 SSD接口类型
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PCIe 与 miniPCIE
PCIe 接口有 PCIe x1、x4、x8、x16 之分。区别是长度和引脚数不同。miniPCIe 与上述接口均不同,比 x1略大,比 x4略小。
mSATA 与 miniPCIE 接口完全一致。
各接口引脚定义
SATA 引脚定义:SATA引脚定义
PCIe 引脚定义:PCIe x1x4x8x16引脚定义
mSATA与miniPCIe 引脚定义:mSATA 与 miniPCIe
接口与带宽的关系
!!注意:单单从接口并不能判断出带宽,还需要看产品支持的总线和协议。
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