硬盘和固态硬盘-选SATA还是M.2？权威解读结果看完秒懂

最近很多读者发邮件在问，固态硬盘应当如何选择，SaTa和M.2固态硬盘有什么区别，所以在本篇文章中笔者将详细介绍SaTa通道与PcI-E通道固态硬盘的优劣，让大家在装机选择固态硬盘时做到心中有数，按需购买。

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SaTa SSD和nVMe SSD速度差异区别

我们先来了解一下两种接口硬盘的工作原理：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，接近最大的传输速度，最大的数据量，省去了内存调用硬盘的过程。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，你说哪个速度快？

不同接口固态硬盘速度表

从上图中我们可以看到，目前主流的SaTa 3.0通道的最大传输速度为6Gbps，实际速度最大为560MB/s，SaTa通道已经无法满足固态硬盘日益增长的读写速度，所以PcI-E固态硬盘应运而生。

不过大家也要注意，其实并不是所有的M.2固态硬盘读写速度都很快，如果是采用SaTa通道的M.2接口固态硬盘，读写速度不会超过550MB/s，而采用了nVMe协议的960PRO M.2固态硬盘，读取速度最高是可以达到3.5GB/s的，是传统SaTa固态硬盘的7倍！

aHcI与nVMe协议

说完接口，我们再来聊两种固态硬盘的协议。就好像IDE总要走到头，aHcI似乎也出现了瓶颈。现在所用的SaTa接口与aHcI标准其实是为高延时的机械硬盘而设计的，目前主流固态硬盘依然继续使用它们，早期固态硬盘性能不高时可能还不觉得有什么问题，但是随着固态硬盘的性能逐渐增强，这些标准已经成为限制固态硬盘的一大瓶颈，专为机械硬盘而设计的aHcI标准并不太适合低延时的固态硬盘。

图片来自互联网

nVMe的一大优势就是低延迟。这主要是因为流线型的存储堆栈，nVMe无需读取寄存器就可以发出命令。aHcI的每个命令都需要读取4个不可缓存寄存器，从而导致大约2.5μs的额外延迟。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，在任何队列深度下都能发挥出极佳的速度。

nVMe对固态硬盘的IOps性能提升也比较大。因为在制定aHcI规范时，并行性的想法没有完全加入到规范内，利用ncQ功能可以对传输能力进行优化，但是接口并不允许SSD真正最大限度地发挥其应有的并行性。此外，对于移动设备用户来言，使用nVMe存储设备可以对电池续行起到很大帮助。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接口固态硬盘也拥有较大优势。

速度对比

下面我们看一下两种固态硬盘速度对比：

左图为SaTa固态硬盘，右图为960PRO SSD

两者的aS SSD跑分速度差距明显，无论是连续读写、还是4K测试，PcI-E固态硬盘都远远领先SaTa固态硬盘，综合得分PcI-E固态硬盘高出SaTa固态硬盘三倍有余。

将他们绘制成表格后，这样就可以一目了然。

不同接口固态硬盘协议

选购建议:

笔者建议大家尽量选择大品牌存储厂商，诸如三星等。因为大品牌SSD无论是稳定性还是速度上都有极佳的表现，虽然价格要比三线品牌贵上一些，但三星固态硬盘使用寿命更长，所以综合来看还是选择大品牌更好。

性能方面，M.2固态硬盘有着无可比拟的优势，尤其是以三星的EVO系列为代表。960 EVO以250GB为起步，采用了和960 PRO一样的北极星主控和V-nanD闪存。支持nVMe规范，走PcIe Gen.3 x4通道。官方标称连续读取性能3200 MB/s，写入1900 MB/s；4K随机读取（QD32）380k IOps，写入（QD32）360k IOps；写入上限400TB。这样的读写性能除了自家的960PRO以外，在整个nVMe固态硬盘里，再也找不出第二个对手，可以说是目前装机最佳选择。