PC上常用硬盘接口、传输协议、传输总线(上层协议)汇总与科普

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PC上常用硬盘接口、传输协议、传输总线(上层协议)汇总与科普

2024-04-09 01:42| 来源: 网络整理| 查看: 265

PC 上常用硬盘接口、传输协议、传输总线(上 层协议)汇总与科普------  2019 年 6 月

硬盘接口 第一类 SATA 接口:

金手指:7(数据)+15(供电) 现主要常见 SATA2.0 和 SATA3.0 两种版本。 3.0是2.0的升级版本,发布于2009年,所以2010年之前的电脑主板基本都只提供 sata2.0 接口。可使用硬件检测工具来进一步确认,sata3.0 的接口兼容 2.0,所以如果你的电脑只提供 3.0,仍可使用 2.0 的硬盘。sata2.0 和 sata3.0 最关键的区别在于传输速度,sata2.0 最高传输速度是 300M/s,而 sata3.0 最高传输速度可达 600M/s。 Sata 接口普遍用于机械硬盘(HDD),同时部分固态硬盘(SSD)也用sata3.0接口,速度上限在600M/s以下,而 HDD速度峰值只有100+M/s,因此不用考虑 sata2.0、3.0 的问题。  Sata 接口的变种: mSATA(mini SATA) 多用于早期 SSD。 

早期,为了更适应于轻薄本这类超薄设备的使用环境,针对便携设备开发的 mSATA 接口应运而生。你可以把它看作标准SATA接口的mini版。mSATA接口是SSD小型化的一个重要过程,不过 mSATA 依然没有摆脱 SATA 接口依然是 SATA 通道,带宽是 6Gbps(既实际读取速度上限 600M/s)。诸多原因没能让 mSATA 接口火起来,反而被更具升级潜力的 M.2 接口取代。   第二类 M.2 接口: M.2 是当前最复杂、最多变的固态硬盘接口。

相同的外观下可以支持不同的传输协议以及不同的上层协议。

 第一种:金手指单开口。 分为 B key(又称 Socket2)和 M key(又称 Socket3)两种。前者支持 SATA、PCI-Ex2 总线,ahci 传输协议,理论读写速度分别达到600M/s 左右,而后者支持 PCI-Ex4 总线,nvme 传输协议,理论读取速度高达 4Gb/s。 区分方法:数金手指数。29+5/29+4(双面金手指)的是 M key; 28+5/28+6(双面金手指)的是 B key。  三星 970evo M.2 接口,PCIe 总线,NVME 协议↓ 

M key

b) 三星 SM951 M.2 接口,PCIe 总线,AHCI 协议↓   B key(少见) 

B key 单开口的 M.2ssd 很少见(市售几乎没有),一般 B key 的都是金手指双开口,如下示:  

第二种: 金手指双开口。(B&M key) 最早,这种 M.2 接口 SSD 使用了与 2.5 寸sata3.0接口的SSD相同的AHCI协议和相同的SATA总线,除了外观不同,他们在性能表现上和 2.5 寸 SATA3.0 版本 SSD基本没有区别。 目前市售的这种双开口的 M.2 也有走 pcie 总线和NVME协议的,但较为少见。 

 通过产品使用了某种针脚来判断一定会对应某种通道(SATA/PCIe)或传输协议(AHCI/NVMe)是不准确的。  

1M key

如果你对上述的传输协议(AHCI/NVME)、总线(上层协议)(SATA/PCIE),懵懵不知所云的话请看下去。 协议和总线科普 传输协议: 传输协议,也有时候回叫做传输规范,网上很多都会把它叫做传输标准。什么是传输协议?用一种简单的理解方法,就是数据传输的方法。 每当有数据到达控制器(比方说南桥/北桥),传输协议就规定着这个数据将会以怎么样的方法传输到硬盘上。比如,一次传输队列中携带多少的数据,一次传输的数据大小等等。传输协议限定着硬盘与控制器(南桥等)如何传输,如何沟通,他就像交通规则一样,规范着数据的传输规则。目前 PC 上常见的有 AHCI 和 NVME 两种。 传输总线(上层协议): 所谓总线,其实他就是一条通道,就像公路一样,只不过公路是走车的,而总线是用来走电信号的。那么公路的大小与车速,就决定了这条公路的车流量,同样的,总线的位宽大小与传输频率,也决定了在一次传输中能够提供的最大速度。常见的分 SATA (区别于 sata接口,同名但不是一类概念)和 PCIE 两类。 PCIe 是一种高速差分信号总线,直接与北桥连接。已经发展的到了第四代,PCIe4.0 单向带宽速度可以达到 1GB/s。PCIe 支持 1, 2, 4,7 西南大学计算机协会 8,16 个总线宽度,消费级 SSD 采用最大的是 PCIe 3.0 x4, 也就说,PCIe 3.0 x4 的 SSD 最大理论速度可以达到 4GB/s。目前 SSD 厂商能做到的最大的实际测试速度是 3.5GB/s. 这个速度比 SATA 的 550MB/s 速度要快了近 7 倍! 而 sata 和 usb 这些是与南桥连接。 北桥:(英语:Northbridge)是基于 Intel 处理器的个人计算机主板芯片组两枚芯片中的一枚,北桥设计用来处理高速信号,通常处理中央处理器、存储器、PCI Express 显卡(早年是 AGP 显卡)、高速 PCI Express X16/X8 的端口,还有与南桥之间的通信。 南桥(英语:Southbridge)是基于个人计算机主板芯片组架构中的其中一枚芯片。南桥设计用来处理低速信号,通过北桥与中央处理器联系。目前大多数主板北桥芯片都集成到了 CPU 内部,所以主板上看到的那个芯片一般就是南桥芯片。

                                                                                                            ---------西大计协安天晟著



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