1.接口:SATA 和 M.2 接口
目前 SSD 主流接口有 SATA 和 M.2 接口。
1.1 SATA 接口
硬盤總線從 IDE 到 SATA I 到現在的 SATA III,理論上限從 1.5GB/s 到現在的6GB/s(= 600MB/s),速度不斷提升。在機械硬盤≈100MB/s 的情況下 SATA 接口完全夠用。
1.2 M.2 接口
由于 SSD 性能不斷提升 SATA 已經成為 SSD 速度的瓶頸,大佬們開始探索更高帶寬的數據傳輸方案。
M.2(Next Generation Form Factor) 同時支持 AHCI 和 NVMe 兩種協議。起初 Intel 對其定位是用于筆記本、嵌入式等空間比較狹小的設備,市場總是難以預測,M.2 接口在筆記本和台式機都受到熱捧。
目前隻要不是太入門級的,便宜的主闆均配備了 M.2 接口。
2.傳輸協議:AHCI 和 NVMe 協議2.1 AHCI 協議
AHCI(Advanced Host Controller Interface),AHCI 支持 NCQ,最大深度為32,主機可以發最多32條命令給硬盤執行。AHCI 使硬盤性能大幅提升,在機械硬盤時代 SATA 接口搭配 AHCI 協議能夠滿足性能要求。
機械硬盤
2.2 NVMe 協議
NVMe( Non-Volatile Memory Express) 協議在于充分利用 PCI-e 通道的低延時和并行性,極大的提高 SSD 的讀寫性能。
目前隻有 M.2 接口可以使用 NVMe 協議,基于 SATA 接口的 SSD 無法支持 NVMe 協議。
M.2 接口同時支持 NVMe 和 AHCI 協議。
SATA、M.2 接口和 AHCI、NVMe 協議可以得到三種常見的組合,同時達到3個條件(M.2 接口 PCI-e 通道 NVMe 協議)才有可能達到最高性能,否則 M.2 接口 SSD 和 SATA 接口 SSD 沒有區别,如圖:
(理論速度上限以及實際使用中大部分情況下的傳輸速度)
3. 閃存顆粒閃存顆粒有很多不同的變種,其中 NAND 閃存顆粒常用于 SSD 固态硬盤、手機存儲器、SD卡等。
而 NAND 閃存根據電子單元密度的差異 NAND 閃存又可以分為 SLC(Single-Level Cell)、MLC(Multi-Level Cell)、TLC(Triple-Level Cell)和 QLC(Quad-level cell)。
在一個存儲單元中 SLC 可以存儲一個比特、MLC 可以存儲2個比特、TLC 可以存儲3個比特、QLC可以存儲4個比特。
單個單元存儲的比特越多,讀寫性能可能會越差,壽命會越短,但成本更低。
目前市面上90%的固态硬盤采用 TLC 顆粒。
由于 QLC 成本更低,TLC 也将會退出曆史的舞台。
例如 Intel 660P SSD,512GB 産品使用 QLC 顆粒, M.2接口,支持 NVMe 協議,連續讀取速度為 1500MB/S,連續寫入速度為 1000MB/s,雖然算不上優秀,但已超越了 SATA 固态硬盤。
Intel 660P SSD,512GB
至于 QLC 還是 TLC 或許根本不用糾結,因為成本高昂,SLC 早就退出了主流市場,MLC 顆粒從2016年慢慢的走下坡路,同樣随着技術的進步和 QLC 更低的成本,可以預見将來會是 QLC 的天下。
總結:
隻有同時達到3個條件(M.2、PCI-e、NVMe)才有可能達突破 SATA SSD 的性能瓶頸,不同廠家不同型号的産品,不同品質的 NAND 顆粒和主控會有不同的性能表現,具體可以參考廠家給出的實驗數據。
在很多時候硬盤對系統整體性能影響巨大,建議淘汰機械硬盤使用 SSD 作為系統盤,預算充足優先考慮支持 NVMe 協議的 M.2接口硬盤,其次選擇 SATA SSD。而且在實際使用中,SATA SSD 到 M.2 NVMe 的體驗提升并沒有 SATA 機械硬盤到 SATA SSD 來的明顯。所以 SATA 固态硬盤也是非常推薦的選擇。
如果不上 M.2 NVMe SSD,至少更換機械硬盤為 SATA SSD 作為系統盤。
如果要購買 M.2 SSD,請注意:
不是 M.2 接口的 SSD 都支持 NVMe 協議,購買前應仔細查看産品說明。不是所有配備 M.2 接口的主闆都支持 NVMe 協議(有可能是 NVMe接口,AHCI 協議),同樣需要檢查主闆對 NVMe 的支持程度,二者缺一不可。
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