常用硬盤接口IDE、SATA、mSATA、M.2SATA、M.2PCIE NVMe講解

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一、機械盤接口及SATA總線通道

1、 IDE接口(ATA同IDE)

一般的計算機,很老的硬盤接口都是IDE,現在市場已經不使用此接口,IDE出現的比較早。以前,很多硬盤都是IDE接口的;而現在,市場上幾乎沒有IDE接口的硬盤了。

優點:該接口的硬盤價格低廉、兼容性強、性價比高。

缺點:數據傳輸速度慢、線纜長度過短、連接設備少、不支持熱插拔、接口速度的可升級性差。


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SATA總線通道:

SATA是Serial ATA的縮寫,即串行ATA。它是一種電腦總線,主要功能是用作主板和大量存儲設備(如硬盤及光盤驅動器)之間的數據傳輸之用。

SATA已經完全取代舊式PATA(Parallel ATA或舊稱IDE)接口的舊式硬盤,因採用串行方式傳輸數據而得名。

SATA總線使用嵌入式時鐘信號,具備了更強的糾錯能力,與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令(不僅僅是數據)進行檢查,如果發現錯誤會自動矯正,這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。

Serial ATA的起點更高、發展潛力更大,Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/sec,這比目前最快的並行ATA(即ATA/133)所能達到133MB/sec的最高數據傳輸率還高,而在已經發布的Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/sec,最終Serial ATA 3.0將實現600MB/sec的最高數據傳輸率。

SATA 3.0最大的改進之處,就是將總線最大傳輸帶寬提升到6Gbps。實際傳輸速度大約600MB/S(理論為6Gbps/8=768MB/S)

2、SATA接口

Serial ATA-串行ATA技術,速度更快,SATA不依賴系統總線的帶寬,而是內置時鐘頻率,支持熱插拔。現在市場上大部分機械硬盤接口幾乎都是SATA。

雖然SATA具備了熱插拔的規範,但連接纜線多是設計給內接式硬盤使用,最大插拔次數僅約200次,超過此插拔數目,纜線接頭便會劣化,甚至有可能造成硬盤的損壞。

IDE、SATA都是ATA接口。

SATA已經完全取代舊式PATA(Parallel ATA或舊稱IDE)接口的舊式硬盤。

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注意:SATA與並行ATA的不同

並行ATA數據線由80根線組成,非常寬;SATA數據線僅有7根弦,較窄,不會影響機箱內部散熱風流。

並行ATA數據線最遠傳輸距離為12英寸,過長會造成信號的衰減;SATA數據線最遠傳輸距離可達1米,更有利於機箱內部走線,保障系統散熱。


二、固態盤接口及PCIE總線通道

1、mSATA接口

該接口是主要是用在筆記本上: 比如商務本,超極本,主流筆記本等。現在主流筆記本接口SATA接口的SATA3版本。

mSATA固態硬盤是基於mini-SATA接口協議的固態硬盤產品,傳輸速度支持1.5Gbps、3Gbps、6Gbps三種模式。其小巧的尺寸和輕薄的重量被廣泛應用於便攜式電腦機相關產品中,得到行業的一致好評。


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2、M.2接口

2.1、M.2 SATA協議

M.2接口,是Intel推出的一種替代MSATA新的接口規範。

與MSATA相比,M.2主要有兩個方面的優勢。

第一是速度方面的優勢。M.2接口有兩種類型:Socket 2(B key——ngff)和Socket 3(M key——nvme),其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口,而如果採用PCI-E ×2接口標準,最大的讀取速度可以達到700MB/s,寫入也能達到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4接口,理論帶寬可達4GB/s。

一種是金手指有兩個缺口的Socket 2跟金手指只有一個缺口的Socket 3

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第二個是體積方面的優勢。雖然,MSATA的固態硬盤體積已經足夠小了,但相比M.2接口的固態硬盤,MSATA仍然沒有任何優勢可言。M.2標準的SSD同mSATA一樣可以進行單面NAND閃存顆粒的佈置,也可以進行雙面佈置,其中單面佈置的總厚度僅有2.75mm,而雙面佈置的厚度也僅為3.85mm。

M.2(Socket 2)的固態可以走SATA3或者PCI-E 3.0×2通道(就是兩條PCI-E),而M.2(Socket 3)的固態則可以走PCI-E 3.0×4通道。

M.2接口是為超極本(Ultrabook)量身定做的新一代接口標準,以取代原來的mSATA接口。無論是更小巧的規格尺寸,還是更高的傳輸性能,M.2都遠勝於mSATA。


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PCIe總線通道

PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一種高速串行計算機擴展總線標準。

PCIe屬於高速串行點對點雙通道高帶寬傳輸,所連接的設備分配獨享通道帶寬,不共享總線帶寬,主要支持主動電源管理,錯誤報告,端對端的可靠性傳輸,熱插拔以及服務質量(QOS)等功能。

SATA硬盤在執行數據計算過程中數據是通過SATA串行總線傳輸。而PCI-E硬盤通過PCIE總線傳輸,所以做到了更大的數據傳輸和最大的數據傳輸量。

PCIe與SATA3總線通道區別

PCI-E和SATA3簡單說就是數據走的“路”,PCI-E就像是特別寬大的路,數據可以走的特別快,而SATA3與之相比更像是一條小路,數據走的慢。


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總線標準就是SATA和PCIE這兩個

NVME和AHCI就是數據走在這個路上的標準,數據在哪條路上傳輸,就需要遵循哪條路上的協議規範。

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NVMe是硬盤新的傳輸標準

NVM Express(NVMe),或稱非易失性內存主機控制器接口規範(Non-Volatile Memory express),是一個邏輯設備接口規範。

他是與AHCI類似的、基於設備邏輯接口的總線傳輸協議規範(相當於通訊協議中的應用層),用於訪問通過PCI-Express(PCIe)總線附加的非易失性內存介質,雖然理論上不一定要求 PCIe 總線協議。

AHCI是硬盤的傳輸標準

高級主機控制器接口(英文:Advanced Host Controller Interface,縮寫:AHCI),是一種由英特爾制定的技術標準,它允許軟件與SATA存儲設備溝通的硬件機制。

AHCI,全稱為Serial ATA Advanced Host Controller Interface(串行ATA高級主控接口),AHCI描述了一種PCI類設備,它的主要作用是在系統內存和串行ATA設備之間扮演一種接口的角色,而且它在不同的操作系統和硬件中是通用的。

2.2、M.2 PCIE NVMe協議


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PCIE固態硬盤就是遵循PCIE協議,需要在支持PCIE設備的插槽或者接口上安裝的設備。


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硬盤接口,SATA接口、M.2 NVMe協議接口、M.2 SATA協議接口、mSATA協議接口。

如下圖所示:


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