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选SATA还是M.2?权威解读结果看完秒懂

    固态硬盘应当如何选择,SATA和M.2固态硬盘有什么区别,本篇文章中笔者将详细介绍SATA通道与PCI-E通道固态硬盘的优劣,让大家在装机选择固态硬盘时做到心中有数,按需购买。



SATA SSD和NVMe SSD速度差异区别

    我们先来了解一下两种接口硬盘的工作原理:在传统SATA硬盘中,当我们进行数据操作时,数据会先从硬盘读取到内存,再将数据提取至CPU内部进行计算,计算后写入内存,存储至硬盘中;而PCI-E就不一样了,数据直接通过总线与CPU直连,接近最大的传输速度,最大的数据量,省去了内存调用硬盘的过程。简单的说,我们可以把两种通道理解成两辆相同的汽车,PCI-E通道的汽车就像是在高速上行驶,而SATA通道的汽车就像是在崎岖山路上行驶,你说哪个速度快?



不同接口固态硬盘速度表

    从上图中我们可以看到,目前主流的SATA 3.0通道的最大传输速度为6Gbps,实际速度最大为560MB/s,SATA通道已经无法满足固态硬盘日益增长的读写速度,所以PCI-E固态硬盘应运而生。

    不过大家也要注意,其实并不是所有的M.2固态硬盘读写速度都很快,如果是采用SATA通道的M.2接口固态硬盘,读写速度不会超过550MB/s,而采用了NVMe协议的960PRO M.2固态硬盘,读取速度最高是可以达到3.5GB/s的,是传统SATA固态硬盘的7倍!


AHCI与NVMe协议

    说完接口,我们再来聊两种固态硬盘的协议。就好像IDE总要走到头,AHCI似乎也出现了瓶颈。现在所用的SATA接口与AHCI标准其实是为高延时的机械硬盘而设计的,目前主流固态硬盘依然继续使用它们,早期固态硬盘性能不高时可能还不觉得有什么问题,但是随着固态硬盘的性能逐渐增强,这些标准已经成为限制固态硬盘的一大瓶颈,专为机械硬盘而设计的AHCI标准并不太适合低延时的固态硬盘。



    NVMe的一大优势就是低延迟。这主要是因为流线型的存储堆栈,NVMe无需读取寄存器就可以发出命令。AHCI的每个命令都需要读取4个不可缓存寄存器,从而导致大约2.5μs的额外延迟。低延时和良好的并行性的优势就是可以让SSD的随机性能得到大幅度提升,在任何队列深度下都能发挥出极佳的速度。

    NVMe对固态硬盘的IOPS性能提升也比较大。因为在制定AHCI规范时,并行性的想法没有完全加入到规范内,利用NCQ功能可以对传输能力进行优化,但是接口并不允许SSD真正最大限度地发挥其应有的并行性。此外,对于移动设备用户来言,使用NVMe存储设备可以对电池续行起到很大帮助。NVMe加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能,设备从能耗状态0闲置50ms后可以迅速切换到能耗状态1,在500ms闲置后又会进入能耗更低的状态2。虽然切换能耗状态会产生短暂延迟,但闲置时这两种状态下的功耗可以控制在非常低的水平,因此在能耗管理上,相比起主流的SATA接口固态硬盘也拥有较大优势。


速度对比

下面我们看一下两种固态硬盘速度对比:



左图为SATA固态硬盘,右图为960PRO SSD

    两者的AS SSD跑分速度差距明显,无论是连续读写、还是4K测试,PCI-E固态硬盘都远远领先SATA固态硬盘,综合得分PCI-E固态硬盘高出SATA固态硬盘三倍有余。将他们绘制成表格后,这样就可以一目了然。



不同接口固态硬盘协议

选购建议:

    笔者建议大家尽量选择大品牌存储厂商,诸如三星等。因为大品牌SSD无论是稳定性还是速度上都有极佳的表现,虽然价格要比三线品牌贵上一些,但三星固态硬盘使用寿命更长,所以综合来看还是选择大品牌更好。

性能方面,M.2固态硬盘有着无可比拟的优势,尤其是以三星的EVO系列为代表。960 EVO以250GB为起步,采用了和960 PRO一样的北极星主控和V-NAND闪存。支持NVMe规范,走PCIe Gen.3 x4通道。官方标称连续读取性能3200 MB/s,写入1900 MB/s;4K随机读取(QD32)380k IOPS,写入(QD32)360k IOPS;写入上限400TB。这样的读写性能除了自家的960PRO以外,在整个NVMe固态硬盘里,再也找不出第二个对手,可以说是目前装机最佳选择。

(文章转载自中关村在线)



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