固态硬盘SATA

Posted 2023-04-01

在传统的系统应用架构中，如机械硬盘和光驱设备，SATA(Serial ATA)接口在高级主机控制器接口AHCI(Serial ATA Advanced Host Controller Interface)模式的帮助下，已完全达到预期的性能要求。但到了固态硬盘的时代，与机械硬盘的磁头等机械结构不同，固态硬盘的存储介质是NAND闪存，这时，SATA接口和高级控制器接口AHCI模式的组合已经称为了固态硬盘性能释放的瓶颈。

理工科最大的优势就是，出现问题，就会立即寻找解决问题的办法。俗话说，问医抓药，就要先了解病症。所以在要去找解决这一瓶颈的答案之前，我们需要深入了解一下固态硬盘的结构和存储方式。

从上图的固态硬盘的结构图可以看到，固态硬盘主要有主控Controller，内存RAM和NAND闪存组成。此外，固态硬盘与Host主机之间的交互依靠特定的接口Host Interface，主控与NAND闪存之间的数据交互由Flash Controller控制。在主控与NAND闪存之间存在多个通道，每个NAND闪存芯片执行正常的速度，结合多通道结构达到容量的提升，也能够保证固态硬盘可以更快的进行数据传输，最终达到高性能。

根据早期的闪存报告，每个NAND闪存芯片的50MB/s,典型的固态硬盘结构中采用4或者8个NAND芯片，那么综合性能可以达到400MB/s(8*50MB/s).我们知道，SATA接口中的第三代SATA 3.0最大的速度为600MB/s,所以这个速度对于早期的NAND闪存芯片来说已经绰绰有余了。

但是，目前消费级固态硬盘中的NAND闪存芯片的速度大约是200MB/s.随着NAND闪存标准的不断完善，包括AT&T Toggle 2.x和ONFI 3.x，PCIe固态硬盘配备的NAND芯片速度达到400MB/s，如果配备8颗NAND芯片，PCIe固态硬盘NAND闪存速度可以达到3.2GB/s。从这个速度来看，SATA接口固态硬盘完全不能发挥NAND本身的优势，完成称为了固态硬盘最大吞吐量的瓶颈。

SATA接口和高级控制器接口AHCI接口发展遇到瓶颈，这时，NVMe主机控制器接口协议应用而生，NVMe的目的就是满足基于PCIe固态硬盘的企业数据中心和终端用户的系统性能需求。虽然在NVMe之前，为了实现PCIe固态硬盘性能的最大化，各大厂商为PCIe固态硬盘设计了很多接口和专属的驱动设计，由于每家厂商设计的接口完全不一致，从而导致了大规模的应用。为了更好实现PCIe固态硬盘的扩展，NVMe标准也随之出炉。NVMe充分发挥了PCIe固态硬盘的低延迟以及并行性，这也侧面反馈了，现在系统应用平台的并行性。下图展示的是NVMe主机控制接口搭配PCIe固态硬盘的链接示意图，以及AHCI主机控制器接口搭配SATA固态硬盘的链接示意图。

从上面的互连示意图，我们可以了解到，SATA固态硬盘是先链接到SATA控制器，再链接到PCIe RC；但是，基于PCIe的固态硬盘可以直接链接到PCIe RC端或者CPU，这中间消除了转换协议的开销，实现更快的数据处理。

这篇文章先抛装引玉，引出NVMe,下一篇着重介绍NVMe与AHCI具体的不同之处。敬请期待，谢谢！

参考技术A

组装台式电脑，固态硬盘已经是装机必不可少的配件。它可以让开机速度更快，大大的提高软件打开速度，相比传统的机械硬盘噪音更小，所以深受DIY玩家们的喜爱，

目前大家能经常接触的到固态硬盘可以分为SATA和M.2固态硬盘，那么这两者有什么区别呢？SATA和M.2固态硬盘读写速度差别很大。目前主流的SATA 3.0固态硬盘的最大传输速度为6Gbps，实际速度最大为560MB/s。而采用了NVMe协议的M.2固态硬盘三星960 PRO，最大读取速度可以达到3.5GB/s。

主流的M.2固态硬盘有两种，一种是M2的接口，但是仍然走的SATA总线，比较有代表的就是三星850EVO，速度提升并不会太大。另一种，是通过NVME协议，走的PCI-E通道的M.2固态硬盘，三星PM961可以是它的代表，有着超高的速度。

除此之外，选择M.2固态硬盘一颗螺丝就能轻松实现安装，但是有些低端主板是不支持的。科技产品买新不买旧，建立大家都上NVMe协议的M.2固态硬盘，速度快得多。

参考技术B

最近准备给一台老机升级，升级方向比较简单，主要是加大内存的容量，增加固态硬盘。比较可惜的是，这台老电脑使用是H61主板，上面没有SATA3接口，只有SATA2接口。对于这种情况，我一般只会选择性能不强，价格便宜的SSD。因为这样做，不会造成太大的浪费。那么SATA3的固态硬盘接到SATA2的主板接口上有瓶颈吗？下面就实测一下。

首先选择测试平台，主板要有原生的SATA3和SATA2接口。我这里先择了微星Z77A-GD65 Gaming，这块主板配备8个SATA磁盘接口，其中最上方的是两个原生SATA3，中间四个是SATA2，最下方两个则是第三方SATA3。

做测试用低端便宜级SSD，这块128G的产品。使用了MLC颗粒，SF 2281主控。

测试平台的硬件信息展示。

主板为SATA2接口测试：

在CrystalDiskInfo软件中，传输模式中显示SATA/300| SATA/600，这时说明主板接口是SATA2的，SSD接口是SATA3的。

在不同版本的AS SSD Benchmark软件测试中，当主板为SATA2接口时的得分展示。

主板为SATA3接口测试：

在CrystalDiskInfo软件中，传输模式中显示SATA/600| SATA/600，这时说明主板接口是SATA3的，SSD接口也是SATA3的。

在不同版本的AS SSD Benchmark软件测试中，当主板为SATA3接口时的得分展示。

从测试结果可以明显看出，当主板接口为SATA3接口时，SSD的得分明显增高，尤其是读取速度。至于4K-64K线程的速度也增加了不少。但是4K选项的写入速度却不升反降。总得来说，SATA2接口对固态硬盘的性能的确有很大的影响，但是如果SSD的性能并不强劲，那影响还是很有限的。所以给老旧电脑升级，配SSD的话，不要配太好，太贵的，不然就是一种浪费了。

参考技术C

　　SATA3接口SSD硬盘，转成mSATA接口，目前还没有这种转换装置。只有mSATA接口的卡盘，转成SATA口使用的装置。

　　1、SATA硬盘转成mSATA接口后，那么大的体积，是无法安装在主板上的；

　　2、只有把mSATA接口的SSD卡盘，转换成SATA接口，安装在原2.5"硬盘位置上，才可正常使用。当然，加装支架后，也可固定在3.5"硬盘位上；

　　3、这种转换装置卡实物，见下图示：

　　

　　4、这种转换装置，是单向转换的，即mSATA → SATA数据传输，是不可逆的。

（本文内容由百度知道网友oldmanwsb2贡献）

联想 拯救者 isk 15 的固态硬盘接口是什么,尺寸多少固态硬盘合适?

4K的，用500G的固态硬盘三星的850EVO。

其实固态硬盘拥有几种接口，根据不同应用场合的固态硬盘一般会有不同的接口。固态硬盘与传统机械硬盘相比，接口规格较多也容易被初用者混淆，以下分别介绍下：

主流常用--SATA接口

SATA接口已经不再是新技术了，从2001年推出SATA  1.0到目前的SATA2.0和SATA3.0，已经让SATA成为目前固态硬盘的主要接口。就目前的使用率来说，SATA2.0用户仍然最多，这主要受到PC接口的影响，不过目前市场上的SATA3.0产品，大多都可以向下兼容2.0。

SATA接口

SATA接口固态硬盘，大多用于代替机械硬盘，我们的台式机升级主要用到这类接口。随着SATA  2.0与3.0的陆续推出，传输速率倍速成长至300与600MB/s，这是最早的PATA接口，也就是IDE接口不能相比的。

虽然现阶段SATA接口的SSD以SATA 2.0为主流，SATA  3.0占比较低，但其每秒高达600MB的传输速率，注定将成为SSD未来接口趋势。

服务器类较多--PCI-E接口

参考技术A 4K的，用500G的固态硬盘三星的850EVO。很好用，我一直这样，跟你一个联想牌子