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m2固态硬盘接口类型图解,固态硬盘接口图片

时间:2023-05-05 20:59:54 阅读:153063 作者:3053

3358 www.Sina.com/http://www.Sina.com/solidstatedrive,俗称固态硬盘。 SSD是将固态电子存储芯片阵列化后制作的硬盘,在台湾英语中被称为Solid,因此被称为SSD。 SSD由控制单元和存储器单元(闪存芯片、DRAM芯片)构成。 固态硬盘在接口规格、定义、功能和使用方面与普通硬盘完全相同,产品外形和尺寸也与普通硬盘完全一致。 广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等诸多领域。

其芯片工作温度范围广,商规产品(0~70)、工规产品(-40~85)。 虽然成本很高,但在DIY市场也逐渐普及。 SSD技术与传统的HDD技术不同,因此诞生了很多新的存储制造商。 制造商只需购买NAND存储器,搭配合适的控制芯片,即可制造固态硬盘。 新一代SATA-2接口、SATA-3接口、SAS接口、MSATA接口、PCI-E接口、NGFF接口、CFast接口、SFF-880

固态硬盘目前固态硬盘的主要接口包括:

概念作为目前使用最多的硬盘接口,SATA 3.0接口的最大优势是成熟。 普通的2.5英寸固态硬盘和硬盘驱动器使用该接口,理论传输带宽为6Gbps,比新接口的10Gbps和32Gbps的带宽要差得多,但对普通的2.5英寸固态硬盘没有太高的要求

3358 www.Sina.com/http://www.Sina.com/m SATA接口,全名迷你版SATA接口(mini-SATA )。 早期为了适应超级碗等超薄型设备的使用环境,面向便携式设备开发的mSATA接口应运而生。 可以将其视为标准SATA接口的mini版,物理接口或接口类型与mini PCI-E接口相同。

虽然mSATA接口是实现SSD小型化的重要过程,但是mSATA仍然存在SATA接口的一些缺陷,例如仍然是SATA信道,速度也仍然是6Gbps。 由于许多原因无法点燃mSATA接口,反而被可能升级的M.2 SSD所取代。

接口M.2接口是英特尔推出的替代mSATA的新接口规范,也是我们以前经常提到的NGFF或Next Generation Form Factor。

M.2接口固态硬盘宽22mm,单面厚2.75mm,双面闪存布局厚度也不过3.85mm,而M.2具有丰富的可扩展性,最多可达110mm,提高固态硬盘容量M.2 SSD类似于mSATA,没有金属外壳。 常见标准主要有2242、2260、2280三种,宽22mm,长各不相同。

除了长度,M.2的接口也有两种不同的标准:“socket2”和“socket3”

虽然看起来都像M.2接口,但是支持的协议不同,对其速度的影响可以说是千差万别。 M.2接口当前支持两种通道总线: SATA总线和PCI-E总线。 当然,由于SATA信道的理论带宽限制(6Gb/s ),极限传输速率也只有600MB/s,但PCI-E信道不同,带宽可以达到10Gb/s,所以都是M.2接口

上图显示了M.2接口通过SATA通道的速度

上图为M.2接口通过PCIE通道的速度

3358 www.Sina.com/nvm express (nvme )或非易失性存储器主机控制器接口规范(Non-Volatile Memory express )是逻辑设备接口规范他基于与AHCI相似的设备逻辑接口的总线传输协议规范,用于访问通过PCI-express(PCIe )总线添加的非易失性存储器介质,尽管理论上不一定需要pcie总线协议

本规范旨在充分利用PCI-E通道的低延迟和并行性,以及现代处理器、平台和APP应用的并行性,在可控的存储成本下大幅提高固态驱动器的读写性能,AAA

解放SATA时代固态硬盘的极致性能。

NVMe具体优势包括:

①性能有数倍的提升;

②可大幅降低延迟;

③NVMe可以把最大队列深度从32提升到64000,SSD的IOPS能力也会得到大幅提升;

④自动功耗状态切换和动态能耗管理功能大大降低功耗;

⑤NVMe标准的出现解决了不同PCIe SSD之间的驱动适用性问题。

延时更低:

说到NVMe标准对比AHCI标准的优势,其中之一就是低延时。因为AHCI标准本身就是为高延迟的机械硬盘而设,虽然SSD发展至今,主流产品已经开始不能满足性能的高速发展,特别是在延迟方面。而面向SSD产品的NVMe标准,降低存储时出现的高延迟,就是其要解决的问题之一。


NVMe SSD可有效降低延迟(图片来自网络)

在软件层方面,NVMe标准的延时只有AHCI的一半不到,NVMe精简了调用方式,执行命令时不需要读取寄存器;而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,从而造成大概2.5微秒的延迟。

IOPS大增:

NVMe的另一个重点则是提高SSD的IOPS(每秒读写次数)性能。目前市面上性能不错的SATA接口SSD,最多只会测试到队列深度为32的IOPS能力,其实终究原因这是AHCI的上限,其实许多闪存主控可以提供更好的队列深度。而NVMe则可以把最大队列深度从32提升到64000,SSD的IOPS能力也会得到大幅提升。


队列深度的大幅提升(图片来自网络)

 

低延时和良好的并行性的优势就是可以让SSD的随机性能得到大幅度提升,这是950PRO系列SSD的现场跑分,它的随机性能表现绝对是一流的,在任何队列深度下都能发挥出极佳的速度。

功耗更低:


更先进的能耗管理(图片来自网络)

NVMe加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能,设备从能耗状态0闲置50ms后可以迅速切换到能耗状态1,在500ms闲置后又会进入能耗更低的状态2。虽然切换能耗状态会产生短暂延迟,但闲置时这两种状态下的功耗可以控制在非常低的水平,因此在能耗管理上,相比起主流的SATA接口SSD拥有较大优势,这一点对增加笔记本电脑等移动设备的续航尤其有帮助。

驱动适用性广:


主流操作系统逐渐开始支持NVMe(图片来自网络)

NVMe标准的出现解决了不同PCIe SSD之间的驱动适用性问题,NVMe SSD可以很方便的匹配不同的平台、系统,无需厂家提供相应的驱动就可以正常工作,目前Windows、Linux、Solaris、Unix、VMware、UEFI等都加入了对NVMe SSD的支持。

 

PCI-E接口:

在传统SATA硬盘中,当我们进行数据操作时,数据会先从硬盘读取到内存,再将数据提取至CPU内部进行计算,计算后写入内存,存储至硬盘中;而PCI-E就不一样了,数据直接通过总线与CPU直连,省去了内存调用硬盘的过程,传输效率与速度都成倍提升。简单的说,我们可以把两种通道理解成两辆相同的汽车,PCI-E通道的汽车就像是在高速上行驶,而SATA通道的汽车就像是在崎岖山路上行驶。很显然,PCI-E SSD传输速度远远大于SATA SSD。

 

目前PCI-E接口通道有PCI-E 2.0 x2及PCI-E 3.0 x4两种,最大速度达到32Gbps,可以满足未来一段时间的使用,而且早期PCI-E硬盘不能做启动盘的问题早解决,现在旗舰级SSD大多会选择PCI-E接口。

虽然PCI-E SSD有诸多好处,但也不是每个人都适合。PCI-E SSD由于闪存颗粒和主控品质问题,总体成本较高,相比传统SATA固态硬盘价格贵一些。另外,由于PCI-E会占用总线通道,入门以及中端平台CPU通道数较少,都不太适合添加PCI-E SSD,只有Z170,或者是X79、X99这样顶级平台,才可以完全发挥PCI-E SSD的性能。总的来说,如果你是一个不差钱的xndxz,那么就 PCI-E SSD吧!

 

好了,带客官看过这么多固态硬盘的接口,相信这篇文章也一定能让你学到不少的知识。对于固态硬盘又多了更多的了解,希望可以帮助到大家。

 

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