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如何选好一块SSD?主流硬盘接口全解析

     放眼十年前选择一块硬盘从来都没有今天这么麻烦,那时候存储设备还没用上诸如SATA Express、M.2、U.2、PCI-Express这些高大上的接口,也没有SSD和HDD之分。随着SSD的快速推进,SATA II接口亦或是后来的SATA III接口传输带宽已经严重制约了存储设备性能的发挥,存储设备的传输接口更新换代迫在眉睫。

如何选好一块SSD?主流硬盘接口全解析

    于是近些年来围绕着PC的各种总线传输协议,诞生了一大批新接口,这包括SATA Express、mSATA、M.2、U.2以及PCI-Express,这就给想购买SSD的用户造成了极大的困扰,用户该如何根据自己的需求选择合适的SSD存储产品呢?下面就结合这些产品各自的特性以及应用范围为大家详细解读什么样的SSD才是最适合自己的存储设备。

● SATA III接口(SATA 6Gbps)

    SATA III接口也被广泛称为SATA 6Gbps接口,因为其传输带宽为6Gbps,目前市面上的存储设备,无论是机械硬盘还是SSD大部分都采用了这一接口,传统的机械硬盘性能提升幅度有限,SATA 6Gbps接口对其尚不构成性能瓶颈,倒是近些年来火热的SSD产品让SATA 6Gbps接口捉襟见肘。

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SATA 6Gbps接口

    SATA接口作为传统的存储接口经历了数年多代的发展,已经建立了庞大的用户群体和市场规模,虽然现如今面对SSD日益显露的瓶颈问题已经提上日程,但对主流的SSD产品性能制约并不明显,特别是用户依赖较高的4K随机读写性能,传统SSD还有很大的提升空间向6Gbps靠拢。

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SATA 6Gbps SSD内部结构

    优点:最广泛的用户群体和市场规模,几乎所有的主板都提供了这一接口的支持

    缺点:部分SSD的持续传输速率受限于6Gbps带宽限制,性能无法得到充分发挥,也阻碍了后续SSD性能继续提升的空间

    典型代表产品:三星850PRO、Intel SSD 530、浦科特M6P、OCZ Vector 180、影驰黑将等

● mSATA接口

    mSATA接口是SATA的衍生产物,其传输协议完全照搬SATA,其诞生目的主要是为了缩减SSD存储设备体积,最早用于笔记本产品,可以显著节省笔记本内部空间占用。同时也无需单独的供电线,解决了受产品空间限制的设备内部布线问题。

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mSATA SSD

    在mSATA刚诞生那会,受到了不少笔记本厂商的欢迎,后续在一些主板上也有提供,但很快就没落了,市面上新出的主板已经完全抛弃了这一接口,其原因是新出的主板诸如Intel 9、100系列可以提供传输速率更快的M.2接口。

    对于台式机而言,由于机箱空间富裕,SSD的小型化节约的空间并没有对用户带来多少好处,性能传输依然被限制在6Gbps,另外mSATA小巧的体积使得其很难满足大容量SSD闪存颗粒的布置需求。再加上Intel心意已决要淘汰掉这种接口,mSATA只能是未绽放便凋零。

    优点:存储产品体积大幅减小,无需单独供电线

    缺点:产品受众小,Intel有意淘汰之

    典型代表产品:三星850 EVO mSATA、浦科特M6M、美光 MX200 mSATA、金士顿MS200等

● SATA Express接口

    SATA 6Gbs接口在速度很难提升、mSATA又未仕夭折后,又祭出了SATA Express接口,也就是SATA和PCI-Express的结合体,旨在提升接口的传输速率,内部通道升级为PCI-Express 3.0 x2最高传输速率可到16Gbps。

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采用SATA Express接口的华硕Hyper Express

    值得注意的是产品还向下兼容SATA 6Gbps。SATA Express接口实际上是并排两个SATA 6Gbps接口加一个mini版SATA接口组成,SATA Express接口最高支持PCI-Express 3.0 x2,这样最高带宽为16Gbps,如果降级为PCI-Express 2.0 x2规格,则带宽只有10Gbps,不过即使是这样也比SATA 6Gbps快上不少。

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主板上的SATA Express接口

    传输带宽的提升,加上向下的兼容性,这一接口已经在不少Intel 9系、100系主板上出现,不过这样一个接口目前仍然面临着诸多问题,首先是SATA Express接口的存储设备并不多见,一些SATA Express接口的SSD内部实际为2块mSATA RAID而来,另外SATA Express接口需要占用两个SATA 6Gbps接口,其体积也非常大,很多主板综合考虑仅设计了一个接口,很难满足多个设备的连接需求。

    优点:带宽提升至16Gbps,并且向下兼容SATA 6Gbps

    缺点:终端存储设备少,配套支持主板并不丰富

    典型代表产品:华硕Hyper Express

● M.2接口(NGFF)

    M.2接口也就是NGFF(Next Generation Form Factor),产品主要优势是传输速率快和体积小巧,对应的存储设备可以直接固定在主板上,现在的Intel 9系、100系列主板上几乎都标配了这一接口,Intel主推这一接口主要是为了取代此前的mSATA接口。

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三星950 PRO M.2接口SSD

    M.2接口作为mSATA接口的取代者,首先提升的是传输速率,内置PCI-Express 3.0 x4通道,最高传输带宽可达32Gbps,远高于SATA 6Gbps,即使面对SATA Express也要高出一倍。另外M.2接口也向下兼容SATA通道的SSD产品,毕竟目前市面上的绝大部分主控是基于SATA协议,这样在早期可以很方便的将SATA SSD产品通过改变物理接口和PCB设计迁移到M.2接口上来,节省了产品的研发费用。

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M.2接口可以转接成PCI-Express x4接口

    当然M.2接口绝不是为了这部分产品而准备,它的诞生是为了满足那些高带宽NVMe(Non-Volatile Memory Express)协议需求的SSD产品,例如三星的950 PRO SSD,其传输速率最高可达2500MB/s。

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M.2接口各种版本

    由于mSATA接口的小巧体积无法布置更多的闪存颗粒,M.2接口吸取了这一经验,将这一接口设计了三种样式,长度分别为42mm、60mm、80mm,宽度均为22mm,这样就既可以满足各种容量SSD的存储设计需求,另外M.2接口由于本身基于PCI-Express总线还扩展性的提供了蓝牙、Wi-Fi、NFC等设备的支持,其功能性得到大幅扩展。

    优点:32Gbps传输带宽、体积小巧、无需外部供电

    缺点:终端存储产品产品稀少、价格昂贵

    典型代表产品:三星950 PRO、浦科特M6G

● U.2接口(SFF-8639)

    U.2接口的推出,竞争对手直指M.2,是由固态硬盘形态工作组织(SSD Form Factor Work Group)推出,U.2不但能支持SATA-Express规范,还能兼容SAS、SATA等规范。可以简单认为U.2接口是四通道版SATA-Express接口,其传输带宽也高达32Gbps,和M.2接口无异,数据传输通道依然为PCI-Express,同样遵循NVMe协议。

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华硕M8I主板上的U.2接口

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采用U.2接口的SSD(上)

    U.2接口存储设备端和主板端的接口并不相同,需要使用线缆连接,主板端也没有提供电源供电,所以线缆还需要连接到15pin SATA供电接口上取电。

    目前提供U.2接口的主板并不多,这点要比M.2逊色不少,同时U.2存储设备目前也仅有Intel SSD 750一款。和Intel另外一款SSD 750 PCI-Express版在存储速率保持一致。

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M.2接口转U.2适配卡

    另外由于U.2是基于PCI-Express数据通道,所以可以直接使用PCI-Experss x4接口直接转换而来,实际上U.2、M.2、PCI-Experss x4三种接口可以通过转接卡无缝转接,无需任何主控芯片,性能也不会有损失。

    优点:32Gbps传输带宽

    缺点:终端存储产品稀少,支持主板也偏少

    典型代表产品:Intel SSD 750 U.2版

● PCI-Express接口

    基于PCI-Express接口的SSD很早就有,几乎和SATA 6Gbps SSD同时诞生,由于其高昂的售价一直未曾普及,PCI-Express接口利用高速的PCI-Express通道,有PCI-Express x1、PCI-Express x2、PCI-Express x4、PCI-Express x8等版本,带宽依次翻倍提升,以满足不同性能产品的带宽需求。

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采用PCI-Express x4接口的Intel SSD 750

    PCI-Express接口在企业产品中应用较多,由于其不计成本,只为追求性能,普通民用市场很难得到推广普及,主要应用于对于数据存储有较高需求的企业级市场以及一些对数据存储速率有苛刻要求的消费级群体。

    优点:超高传输带宽、无需外部供电

    缺点:价格昂贵、存储产品产品稀少

    典型代表产品:Intel SSD 750 PCI-Express版、OCZ RevoDrive 350、金士顿HyperX Predator PCIe


    上面的接口分类解析,涵盖了绝大部分市售SSD存储产品,SATA 6Gbps接口尽管现在面临着性能瓶颈的问题,但依然是市场主力,对于主流用户群体来说依然是首选,毕竟其产品综合了兼容性强、价格实惠等特点。

    但如果依据用户需求来论,实际上SSD的选购还需要考虑到诸多因素,一款合适的SSD产品必然是多方面满足了用户的存储需求。下面就以硬性需求和软性需求两方面来分析用户如何选购一款合适接口的SSD。

如何选好一块SSD?主流硬盘接口全解析

    面对琳琅满目的SSD产品,我们首先需要辨别的是产品的兼容性和普及程度,例如早些年火热的mSATA SSD已经香消玉殒,在这里笔者推荐用户优先选择这几类产品:SATA 6Gbps、M.2、PCI-Express三款产品,SATA 6Gbps是因为其固有的庞大用户群体,而M.2则是其高速传输特性,重要的是Intel背后强大的支撑,至于PCI-Express也无需我解释,除非显卡接口升级换代,不然PCI-Express还将在PC上持续很长一段时间。

    硬性需求

    硬性需求,通俗来说是用户在现有主机的基础上升级,存储产品的选购不仅要受到价格等外部因素影响,还要考虑主机的存储接口,对于这部分用户首先检查主机提供的存储接口(包括PCI-Express接口),再按照性能和预算来决定选购的产品,例如对于性能有极致需求,同时预算也很丰富,则可以考虑PCI-Express接口SSD,但需要注意一点的是,一定要确保安装SSD后不会影响到诸如显卡和其它扩展卡的正常使用。

    当然硬性需求也需求考虑到后续升级的空间,例如现在的主板有SATA 3Gbps接口,那么没有必要为了成本或者现在的主板不支持就去选择SATA 3Gbps接口SSD,而是要具有一定的前瞻性,如选择SATA 6Gbps接口SSD,后续升级主板后,SSD的性能就可以全速发挥。

    软性需求

    软性需求是指目前准备装机或者可以升级包括主板在内的主机大部分产品,这个时候选择SSD的时候一定要合理的判断现在的需求以及未来可能的需求,尽量留有一定的冗余,同时也要兼顾到后期部分接口淘汰的问题。

    例如用户需要经常用到视频剪辑,那么除了CPU的性能会制约剪辑时间,存储设备也会制约,而选择的SSD产品除了速度上的考量也要兼顾容量,如果贸然选择了诸如mSATA接口SSD,可能单位GB的成本并不高,但毫无冗余的存储空间很容易形成掣肘,导致需要经常转移数据,这个时候如果选择了大容量的M.2接口SSD,就可以实现性能和容量的双重平衡,当然你也得付出一定的代价--更高的价格。



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