SSD接口SATA/PCIE/mSATA/M.2分析

article/2025/3/4 15:39:18

 

SATAT通道:硬盘——内存——CPU

PCIE通道:硬盘——CPU

一、 硬盘传输标准协议AHCI和NVME

AHCI(serial Advanced Host Controller Interface) 高级串行ATA功能接口标准

NVME标准相比AHCI有许多优点:

1. 低延迟。面向PCIe SSD产品的NVMe标准能有效降低控制器和软件接口部分的延迟,最主要是能让SSD走PCI-E通道直连CPU,有效降低了数据延迟,其次,NVMe精简了调用方式,AHCI每条命令则需要读取4次寄存器,一共会消耗8000次CPU循环,从而造成2.5μs的延迟,而NVMe执行命令时则不需要读取寄存器。

2. 新的协议还能大大提高SSD的IOPS(每秒读写次数)性能,理论上,IOPS=队列深度/ IO延迟,所以增加队列深度,就可以有效提升SSD的IOPS。传统的ACHI标准下队列深度最多能达到32,但是在NVMe标准下,这一数值可以达到64000,是以前的2000倍。

3.  此外NVMe还加入了自动功耗状态切换、动态能耗管理、免驱等功能,驱动适应性广,低功耗。

二、 PCIE  SATA

PCIE有四种接口尺寸:X1/X4/X8/X16,版本有1.0/2.0/3.0

 

我们通过用胶带覆盖显卡PCI-E接口金手指的方法来屏蔽,由于PCI-E每个通道彼此互相独立,并且支持通道数量向下兼容(如果x16设备插在x1槽上,则自动降为x1)。

 

 

三、 SSD有四种接口SATA/PCIE/mSATA/M.2

SATA接口:

SATA数据接口(7针)电源接口(15针)定义详解  (原文参考https://blog.csdn.net/u013000139/article/details/50371568)

SATA是Serial ATA(Serial Advanced Technology Attachment)亦称串行ATA,是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。
本文的阐述重点是SATA的数据线和电源线接口引脚定义,并以连接SATA硬盘为例。

一、SATA数据接口和电源接口

上图是数据线(DATA)、电源线(POWER)和硬盘接口示意图

 

上图是数据线、电源线和硬盘接口实物图

上图是SATA数据线(7针)对应硬盘上的数据接口(7针)特写

 

上图是SATAS数据线(母口)特写,(硬盘上接口成为公口)

 数据接口(7针)定义

电源接口(15针)定义
 

PCIE:

主要用于高端机,性能较好

mSATA:

早期,为了更适应于超极本这类超薄设备的使用环境,针对便携设备开发的mSATA(mini SATA)接口应运而生。你可以把它看作标准SATA接口的mini版,物理接口跟mini PCIe接口一样。

mSATA接口是SSD小型化的一个重要过程,不过mSATA依然没有摆脱SATA接口依然是SATA通道,速度是6Gbps。诸多原因没能让mSATA 接口火起来,反而被更具升级潜力的M.2 SSD所取代。

M.2接口:

分为B key(又称Socket2)和M key(又称Socket3)两种。前者支持SATA、PCI-Ex2接口,理论读写速度分别达到700MB/s、500MB/s;而后者专为高性能存储设计,支持PCI-EX4,理论接口速度高达32Gb/s,超五倍于SATA接口。

M.2 SSD的规格:

与之前mSATA SSD类似,M.2 SSD也不带金属外壳。主要有2242、2260、2280三种规格,为了划分不同长度的产品而定的。长度不同,意味着容量就不同。因为长度越长,可布置的闪存颗粒就越多,容量也就越大。以M.2 2242为例,22是宽度22mm,42是长度42mm,2260与2280同为此理,所以选购前也要看看你的设备到底支持哪一种长度的M.2 SSD。至于M.2 SSD的厚度,单面布置芯片厚度2.75mm,双面厚度3.85mm,比mSATA还要薄。

 

 参考:http://news.mydrivers.com/1/561/561881.htm

http://www.desktx.com/news/diannaozhishi/1484.html



http://chatgpt.dhexx.cn/article/RZIjvQtg.shtml

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