瞭解 SSD 固態硬盤，什麼是 SATA M.2接口，NVMe 協議，QLC 顆粒

1.接口：SATA 和 M.2 接口

目前 SSD 主流接口有 SATA 和 M.2 接口。

1.1 SATA 接口

硬盤總線從 IDE 到 SATA I 到現在的 SATA III，理論上限從 1.5GB/s 到現在的6GB/s（= 600MB/s），速度不斷提升。在機械硬盤≈100MB/s 的情況下 SATA 接口完全夠用。

1.2 M.2 接口

由於 SSD 性能不斷提升 SATA 已經成為 SSD 速度的瓶頸，大佬們開始探索更高帶寬的數據傳輸方案。

M.2（Next Generation Form Factor） 同時支持 AHCI 和 NVMe 兩種協議。起初 Intel 對其定位是用於筆記本、嵌入式等空間比較狹小的設備，市場總是難以預測，M.2 接口在筆記本和臺式機都受到熱捧。

目前只要不是太入門級的，便宜的主板均配備了 M.2 接口。

2.傳輸協議：AHCI 和 NVMe 協議

2.1 AHCI 協議

AHCI（Advanced Host Controller Interface），AHCI 支持 NCQ，最大深度為32，主機可以發最多32條命令給硬盤執行。AHCI 使硬盤性能大幅提升，在機械硬盤時代

SATA 接口搭配 AHCI 協議能夠滿足性能要求。

2.2 NVMe 協議

NVMe（ Non-Volatile Memory Express） 協議在於充分利用 PCI-e 通道的低延時和並行性，極大的提高 SSD 的讀寫性能。

目前只有 M.2 接口可以使用 NVMe 協議，基於 SATA 接口的 SSD 無法支持 NVMe 協議。

M.2 接口同時支持 NVMe 和 AHCI 協議。

SATA、M.2 接口和 AHCI、NVMe 協議可以得到三種常見的組合，同時達到3個條件（M.2 接口 + PCI-e 通道 + NVMe 協議）才有可能達到最高性能，否則 M.2 接口 SSD 和 SATA 接口 SSD 沒有區別，如圖：

3. 閃存顆粒

閃存顆粒有很多不同的變種，其中 NAND 閃存顆粒常用於 SSD 固態硬盤、手機存儲器、SD卡等。

而 NAND 閃存根據電子單元密度的差異 NAND 閃存又可以分為 SLC（Single-Level Cell）、MLC（Multi-Level Cell）、TLC（Triple-Level Cell）和 QLC（Quad-level cell）。

在一個存儲單元中 SLC 可以存儲一個比特、MLC 可以存儲2個比特、TLC 可以存儲3個比特、QLC可以存儲4個比特。

單個單元存儲的比特越多，讀寫性能可能會越差，壽命會越短，但成本更低。

目前市面上90%的固態硬盤採用 TLC 顆粒。

由於 QLC 成本更低，TLC 也將會退出歷史的舞臺。

例如 Intel 660P SSD，512GB 產品使用 QLC 顆粒， M.2接口，支持 NVMe 協議，連續讀取速度為 1500MB/S，連續寫入速度為 1000MB/s，雖然算不上優秀，但已超越了 SATA 固態硬盤。

至於 QLC 還是 TLC 或許根本不用糾結，因為成本高昂，SLC 早就退出了主流市場，MLC 顆粒從2016年慢慢的走下坡路，同樣隨著技術的進步和 QLC 更低的成本，可以預見將來會是 QLC 的天下。

總結：

只有同時達到3個條件（M.2、PCI-e、NVMe）才有可能達突破 SATA SSD 的性能瓶頸，不同廠家不同型號的產品，不同品質的 NAND 顆粒和主控會有不同的性能表現，具體可以參考廠家給出的實驗數據。

在很多時候硬盤對系統整體性能影響巨大，建議淘汰機械硬盤使用 SSD 作為系統盤，預算充足優先考慮支持 NVMe 協議的 M.2接口硬盤，其次選擇 SATA SSD。而且在實際使用中，SATA SSD 到 M.2 NVMe 的體驗提升並沒有 SATA 機械硬盤到 SATA SSD 來的明顯。所以 SATA 固態硬盤也是非常推薦的選擇。

如果不上 M.2 NVMe SSD，至少更換機械硬盤為 SATA SSD 作為系統盤。

如果要購買 M.2 SSD，請注意：

不是 M.2 接口的 SSD 都支持 NVMe 協議，購買前應仔細查看產品說明。不是所有配備 M.2 接口的主板都支持 NVMe 協議（有可能是 NVMe接口，AHCI 協議），同樣需要檢查主板對 NVMe 的支持程度，二者缺一不可。