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常用硬盘接口IDE、SATA、mSATA、M.2SATA、M.2PCIE NVMe讲解

一、机械盘接口及SATA总线通道

1、 IDE接口(ATA同IDE)

一般的计算机,很老的硬盘接口都是IDE,现在市场已经不使用此接口,IDE出现的比较早。以前,很多硬盘都是IDE接口的;而现在,市场上几乎没有IDE接口的硬盘了。

优点:该接口的硬盘价格低廉、兼容性强、性价比高。

缺点:数据传输速度慢、线缆长度过短、连接设备少、不支持热插拔、接口速度的可升级性差。

 

常用硬盘接口IDE、SATA、mSATA、M.2SATA、M.2PCIE NVMe讲解

 

 

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SATA总线通道:

SATA是Serial ATA的缩写,即串行ATA。它是一种电脑总线,主要功能是用作主板和大量存储设备(如硬盘及光盘驱动器)之间的数据传输之用。

SATA已经完全取代旧式PATA(Parallel ATA或旧称IDE)接口的旧式硬盘,因采用串行方式传输数据而得名。

 

SATA总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。

Serial ATA的起点更高、发展潜力更大,Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/sec,这比目前最快的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/sec的最高数据传输率还高,而在已经发布的Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/sec,最终Serial ATA 3.0将实现600MB/sec的最高数据传输率。

SATA 3.0最大的改进之处,就是将总线最大传输带宽提升到6Gbps。实际传输速度大约600MB/S(理论为6Gbps/8=768MB/S)

2、SATA接口

Serial ATA-串行ATA技术,速度更快,SATA不依赖系统总线的带宽,而是内置时钟频率,支持热插拔。现在市场上大部分机械硬盘接口几乎都是SATA。

虽然SATA具备了热插拔的规范,但连接缆线多是设计给内接式硬盘使用,最大插拔次数仅约200次,超过此插拔数目,缆线接头便会劣化,甚至有可能造成硬盘的损坏。

IDE、SATA都是ATA接口。

SATA已经完全取代旧式PATA(Parallel ATA或旧称IDE)接口的旧式硬盘。

常用硬盘接口IDE、SATA、mSATA、M.2SATA、M.2PCIE NVMe讲解

 

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注意:SATA与并行ATA的不同

并行ATA数据线由80根线组成,非常宽;SATA数据线仅有7根弦,较窄,不会影响机箱内部散热风流。

并行ATA数据线最远传输距离为12英寸,过长会造成信号的衰减;SATA数据线最远传输距离可达1米,更有利于机箱内部走线,保障系统散热。

 

二、固态盘接口及PCIE总线通道

1、mSATA接口

该接口是主要是用在笔记本上: 比如商务本,超极本,主流笔记本等。现在主流笔记本接口SATA接口的SATA3版本。

mSATA固态硬盘是基于mini-SATA接口协议的固态硬盘产品,传输速度支持1.5Gbps、3Gbps、6Gbps三种模式。其小巧的尺寸和轻薄的重量被广泛应用于便携式电脑机相关产品中,得到行业的一致好评。

 

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2、M.2接口

2.1、M.2 SATA协议

M.2接口,是Intel推出的一种替代MSATA新的接口规范。

与MSATA相比,M.2主要有两个方面的优势。

第一是速度方面的优势。M.2接口有两种类型:Socket 2(B key——ngff)和Socket 3(M key——nvme),其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口,而如果采用PCI-E ×2接口标准,最大的读取速度可以达到700MB/s,写入也能达到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4接口,理论带宽可达4GB/s。

一种是金手指有两个缺口的Socket 2跟金手指只有一个缺口的Socket 3

 

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第二个是体积方面的优势。虽然,MSATA的固态硬盘体积已经足够小了,但相比M.2接口的固态硬盘,MSATA仍然没有任何优势可言。M.2标准的SSD同mSATA一样可以进行单面NAND闪存颗粒的布置,也可以进行双面布置,其中单面布置的总厚度仅有2.75mm,而双面布置的厚度也仅为3.85mm。

M.2(Socket 2)的固态可以走SATA3或者PCI-E 3.0×2通道(就是两条PCI-E),而M.2(Socket 3)的固态则可以走PCI-E 3.0×4通道。

M.2接口是为超极本(Ultrabook)量身定做的新一代接口标准,以取代原来的mSATA接口。无论是更小巧的规格尺寸,还是更高的传输性能,M.2都远胜于mSATA。

 

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PCIe总线通道

PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准。

PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输,所连接的设备分配独享通道带宽,不共享总线带宽,主要支持主动电源管理,错误报告,端对端的可靠性传输,热插拔以及服务质量(QOS)等功能。

SATA硬盘在执行数据计算过程中数据是通过SATA串行总线传输。而PCI-E硬盘通过PCIE总线传输,所以做到了更大的数据传输和最大的数据传输量。

PCIe与SATA3总线通道区别

PCI-E和SATA3简单说就是数据走的“路”,PCI-E就像是特别宽大的路,数据可以走的特别快,而SATA3与之相比更像是一条小路,数据走的慢。

 

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总线标准就是SATA和PCIE这两个

NVME和AHCI就是数据走在这个路上的标准,数据在哪条路上传输,就需要遵循哪条路上的协议规范。

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NVMe是硬盘新的传输标准

NVM Express(NVMe),或称非易失性内存主机控制器接口规范(Non-Volatile Memory express),是一个逻辑设备接口规范。

他是与AHCI类似的、基于设备逻辑接口的总线传输协议规范(相当于通讯协议中的应用层),用于访问通过PCI-Express(PCIe)总线附加的非易失性内存介质,虽然理论上不一定要求 PCIe 总线协议。

AHCI是硬盘的传输标准

高级主机控制器接口(英文:Advanced Host Controller Interface,缩写:AHCI),是一种由英特尔制定的技术标准,它允许软件与SATA存储设备沟通的硬件机制。

AHCI,全称为Serial ATA Advanced Host Controller Interface(串行ATA高级主控接口),AHCI描述了一种PCI类设备,它的主要作用是在系统内存和串行ATA设备之间扮演一种接口的角色,而且它在不同的操作系统和硬件中是通用的。

2.2、M.2 PCIE NVMe协议

 

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PCIE固态硬盘就是遵循PCIE协议,需要在支持PCIE设备的插槽或者接口上安装的设备。

 

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硬盘接口,SATA接口、M.2 NVMe协议接口、M.2 SATA协议接口、mSATA协议接口。

如下图所示:

 

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