最近很多小伙伴都在问，固态硬盘应当如何选择，SATA和M.2固态硬盘有什么区别，所以在本期文章中主要为各位小伙伴介绍下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。
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，用这样的方式来表达的话您觉得哪个更快呢？
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。
不过各位小伙伴也需要注意，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！SSD的接口种类有很多种，除了最最流行的SATA接口之外，还有mSATA接口，M.2接口，PCI-E接口等等。一般来说，接口不同，价格也不同，而且它们之间价格相差很大。目前好像最贵的产品，都集中在PCI-E接口上，而mSATA接口基本上没有出现多长时间，就被更强大的M.2接口所代替。其实不论是什么接口，最终的目的都是方便用户使用。今天做的这个对比测试，就是M.2接口与mSATA接口的对比。按理来说，M.2接口的产品性能应当更强劲，但实际上M.2 SSD是分为SATA和PCI-E二种的。（M.2 SSD可分为PCIe总线 M.2 SSD、SATA总线 M.2 SSD，走PCIe总线的M.2 SSD，最高理论带宽达10Gbps，一般用于高性能产品。走SATA总线的M.2 SSD，理论带宽为SATA 6Gb/s。性能与SATA SSD相近，相比PCIe总线 M.2 SSD，价格上更具优势。主要配备于带M.2接口的笔记本电脑、超极本。一般来说使用SATA接口的M.2 SSD要短一些，性能较差。使用PCI-E接口的M.2 SSD要长一些，性能较强。但它们的宽度基本上是不变的。）所以有时就会出现M.2接口反倒不如SATA接口的现象。
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。
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。
两种固态硬盘的速度对比
M.2接口(NVMe协议)
SATA接口
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。
M2 SSD的“接口规范”，或者说接口的形状，就是M2，它才是和SATA对应的概念。而NVMe并不是一种物理上的接口，而是一种“传输协议”——它取代的是AHCI。
“接口”和“传输协议”之间的关系。就好比高速公路和指挥交通的交警——前者提供了传输的“通道”，后者则专门规定数据传输时的“交通秩序”。早期SSD所使用的AHCI协议是为机械硬盘设计的，没有考虑到高带宽传输的需求，在多任务并发传输方面更是一片空白。所有的SATA SSD和部分在NVMe标准出现前的PCIE SSD(主要是应用于台式机)使用该传输协议，单个大文件读写速度尚可，一旦遇到大量小文件并发读写（即俗称的4K读写），AHCI协议的短板就暴露出来，使得SSD性能大打折扣。
为了解决这个问题，才诞生了专为PCI-E SSD设计的NVMe传输协议——在这种协议下，PCI-E的超高带宽才能被充分发挥，SSD的读写延迟表现、并发性能相比AHCI协议最高可以提高数万倍。换句话说，对于M2接口的SSD来说，只有同时支持M Key（走PCI-E 4x通道）接口和NVMe传输协议，才算是“完全体”。当然，就目前的市场来说，绝大部分M Key接口的M2 SSD都已经做到了这一点，不支持的只有早期的部分型号。今天就为大家介绍这么多了 最后求个关注！
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