了解 SSD 固态硬盘，什么是 SATA M.2接口，NVMe 协议，QLC 颗粒

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

硬盘总线从 IDE 到 SATA I 到现在的 SATA III，理论上限从 1.5GB/s 到现在的6GB/s（= 600MB/s），速度不断提升。在机械硬盘≈100MB/s 的情况下 SATA 接口完全够用。

1.2 M.2 接口

由于 SSD 性能不断提升 SATA 已经成为 SSD 速度的瓶颈，大佬们开始探索更高带宽的数据传输方案。

M.2（Next Generation Form Factor） 同时支持 AHCI 和 NVMe 两种协议。起初 Intel 对其定位是用于笔记本、嵌入式等空间比较狭小的设备，市场总是难以预测，M.2 接口在笔记本和台式机都受到热捧。

目前只要不是太入门级的，便宜的主板均配备了 M.2 接口。

2.传输协议：AHCI 和 NVMe 协议

2.1 AHCI 协议

AHCI（Advanced Host Controller Interface），AHCI 支持 NCQ，最大深度为32，主机可以发最多32条命令给硬盘执行。AHCI 使硬盘性能大幅提升，在机械硬盘时代

SATA 接口搭配 AHCI 协议能够满足性能要求。

2.2 NVMe 协议

NVMe（ Non-Volatile Memory Express） 协议在于充分利用 PCI-e 通道的低延时和并行性，极大的提高 SSD 的读写性能。

目前只有 M.2 接口可以使用 NVMe 协议，基于 SATA 接口的 SSD 无法支持 NVMe 协议。

M.2 接口同时支持 NVMe 和 AHCI 协议。

SATA、M.2 接口和 AHCI、NVMe 协议可以得到三种常见的组合，同时达到3个条件（M.2 接口 + PCI-e 通道 + NVMe 协议）才有可能达到最高性能，否则 M.2 接口 SSD 和 SATA 接口 SSD 没有区别，如图：

3. 闪存颗粒

闪存颗粒有很多不同的变种，其中 NAND 闪存颗粒常用于 SSD 固态硬盘、手机存储器、SD卡等。

而 NAND 闪存根据电子单元密度的差异 NAND 闪存又可以分为 SLC（Single-Level Cell）、MLC（Multi-Level Cell）、TLC（Triple-Level Cell）和 QLC（Quad-level cell）。

在一个存储单元中 SLC 可以存储一个比特、MLC 可以存储2个比特、TLC 可以存储3个比特、QLC可以存储4个比特。

单个单元存储的比特越多，读写性能可能会越差，寿命会越短，但成本更低。

目前市面上90%的固态硬盘采用 TLC 颗粒。

由于 QLC 成本更低，TLC 也将会退出历史的舞台。

例如 Intel 660P SSD，512GB 产品使用 QLC 颗粒， M.2接口，支持 NVMe 协议，连续读取速度为 1500MB/S，连续写入速度为 1000MB/s，虽然算不上优秀，但已超越了 SATA 固态硬盘。

至于 QLC 还是 TLC 或许根本不用纠结，因为成本高昂，SLC 早就退出了主流市场，MLC 颗粒从2016年慢慢的走下坡路，同样随着技术的进步和 QLC 更低的成本，可以预见将来会是 QLC 的天下。

总结：

只有同时达到3个条件（M.2、PCI-e、NVMe）才有可能达突破 SATA SSD 的性能瓶颈，不同厂家不同型号的产品，不同品质的 NAND 颗粒和主控会有不同的性能表现，具体可以参考厂家给出的实验数据。

在很多时候硬盘对系统整体性能影响巨大，建议淘汰机械硬盘使用 SSD 作为系统盘，预算充足优先考虑支持 NVMe 协议的 M.2接口硬盘，其次选择 SATA SSD。而且在实际使用中，SATA SSD 到 M.2 NVMe 的体验提升并没有 SATA 机械硬盘到 SATA SSD 来的明显。所以 SATA 固态硬盘也是非常推荐的选择。

如果不上 M.2 NVMe SSD，至少更换机械硬盘为 SATA SSD 作为系统盘。

如果要购买 M.2 SSD，请注意：

不是 M.2 接口的 SSD 都支持 NVMe 协议，购买前应仔细查看产品说明。不是所有配备 M.2 接口的主板都支持 NVMe 协议（有可能是 NVMe接口，AHCI 协议），同样需要检查主板对 NVMe 的支持程度，二者缺一不可。