最近很多小夥伴都在問，固態硬盤應當如何選擇，SATA和M.2固態硬盤有什麼區別，所以在本期文章中主要為各位小夥伴介紹下SATA通道與PCI-E通道固態硬盤的優劣，讓大家在裝機選擇固態硬盤時做到心中有數，按需購買。
SATA SSD和NVMe SSD速度差異區別
我們先來了解一下兩種接口硬盤的工作原理：在傳統SATA硬盤中，當我們進行數據操作時，數據會先從硬盤讀取到內存，再將數據提取至CPU內部進行計算，計算後寫入內存，存儲至硬盤中；而PCI-E就不一樣了，數據直接通過總線與CPU直連，接近最大的傳輸速度，最大的數據量，省去了內存調用硬盤的過程。簡單的說，我們可以把兩種通道理解成兩輛相同的汽車，PCI-E通道的汽車就像是在高速上行駛，而SATA通道的汽車就像是在崎嶇山路上行駛，用這樣的方式來表達的話您覺得哪個更快呢？
從上圖中我們可以看到，目前主流的SATA 3.0通道的最大傳輸速度為6Gbps，實際速度最大為560MB/s，SATA通道已經無法滿足固態硬盤日益增長的讀寫速度，所以PCI-E固態硬盤應運而生。
不過各位小夥伴也需要注意，其實並不是所有的M.2固態硬盤讀寫速度都很快，如果是採用SATA通道的M.2接口固態硬盤，讀寫速度不會超過550MB/s，而採用了NVMe協議的960PRO M.2固態硬盤，讀取速度最高是可以達到3.5GB/s的，是傳統SATA固態硬盤的7倍！SSD的接口種類有很多種，除了最最流行的SATA接口之外，還有mSATA接口，M.2接口，PCI-E接口等等。一般來說，接口不同，價格也不同，而且它們之間價格相差很大。目前好像最貴的產品，都集中在PCI-E接口上，而mSATA接口基本上沒有出現多長時間，就被更強大的M.2接口所代替。其實不論是什麼接口，最終的目的都是方便用戶使用。今天做的這個對比測試，就是M.2接口與mSATA接口的對比。按理來說，M.2接口的產品性能應當更強勁，但實際上M.2 SSD是分為SATA和PCI-E二種的。（M.2 SSD可分為PCIe總線 M.2 SSD、SATA總線 M.2 SSD，走PCIe總線的M.2 SSD，最高理論帶寬達10Gbps，一般用於高性能產品。走SATA總線的M.2 SSD，理論帶寬為SATA 6Gb/s。性能與SATA SSD相近，相比PCIe總線 M.2 SSD，價格上更具優勢。主要配備於帶M.2接口的筆記本電腦、超極本。一般來說使用SATA接口的M.2 SSD要短一些，性能較差。使用PCI-E接口的M.2 SSD要長一些，性能較強。但它們的寬度基本上是不變的。）所以有時就會出現M.2接口反倒不如SATA接口的現象。
AHCI與NVMe協議
說完接口，我們再來聊兩種固態硬盤的協議。就好像IDE總要走到頭，AHCI似乎也出現了瓶頸。現在所用的SATA接口與AHCI標準其實是為高延時的機械硬盤而設計的，目前主流固態硬盤依然繼續使用它們，早期固態硬盤性能不高時可能還不覺得有什麼問題，但是隨著固態硬盤的性能逐漸增強，這些標準已經成為限制固態硬盤的一大瓶頸，專為機械硬盤而設計的AHCI標準並不太適合低延時的固態硬盤。
NVMe的一大優勢就是低延遲。這主要是因為流線型的存儲堆棧，NVMe無需讀取寄存器就可以發出命令。AHCI的每個命令都需要讀取4個不可緩存寄存器，從而導致大約2.5μs的額外延遲。低延時和良好的並行性的優勢就是可以讓SSD的隨機性能得到大幅度提升，在任何隊列深度下都能發揮出極佳的速度。
NVMe對固態硬盤的IOPS性能提升也比較大。因為在制定AHCI規範時，並行性的想法沒有完全加入到規範內，利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優化，但是接口並不允許SSD真正最大限度地發揮其應有的並行性。此外，對於移動設備用戶來言，使用NVMe存儲設備可以對電池續行起到很大幫助。NVMe加入了自動功耗狀態切換和動態能耗管理功能，設備從能耗狀態0閒置50ms後可以迅速切換到能耗狀態1，在500ms閒置後又會進入能耗更低的狀態2。雖然切換能耗狀態會產生短暫延遲，但閒置時這兩種狀態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接口固態硬盤也擁有較大優勢。
兩種固態硬盤的速度對比
M.2接口(NVMe協議)
SATA接口
兩者的AS SSD跑分速度差距明顯，無論是連續讀寫、還是4K測試，PCI-E固態硬盤都遠遠領先SATA固態硬盤，綜合得分PCI-E固態硬盤高出SATA固態硬盤三倍有餘。
M2 SSD的“接口規範”，或者說接口的形狀，就是M2，它才是和SATA對應的概念。而NVMe並不是一種物理上的接口，而是一種“傳輸協議”——它取代的是AHCI。
“接口”和“傳輸協議”之間的關係。就好比高速公路和指揮交通的交警——前者提供了傳輸的“通道”，後者則專門規定數據傳輸時的“交通秩序”。早期SSD所使用的AHCI協議是為機械硬盤設計的，沒有考慮到高帶寬傳輸的需求，在多任務併發傳輸方面更是一片空白。所有的SATA SSD和部分在NVMe標準出現前的PCIE SSD(主要是應用於臺式機)使用該傳輸協議，單個大文件讀寫速度尚可，一旦遇到大量小文件併發讀寫（即俗稱的4K讀寫），AHCI協議的短板就暴露出來，使得SSD性能大打折扣。
為了解決這個問題，才誕生了專為PCI-E SSD設計的NVMe傳輸協議——在這種協議下，PCI-E的超高帶寬才能被充分發揮，SSD的讀寫延遲表現、併發性能相比AHCI協議最高可以提高數萬倍。換句話說，對於M2接口的SSD來說，只有同時支持M Key（走PCI-E 4x通道）接口和NVMe傳輸協議，才算是“完全體”。當然，就目前的市場來說，絕大部分M Key接口的M2 SSD都已經做到了這一點，不支持的只有早期的部分型號。今天就為大家介紹這麼多了 最後求個關注！
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