選SATA還是M.2？權威解讀結果看完秒懂

最近很多讀者發郵件在問，固態硬碟應當如何選擇，SATA和M.2固態硬碟有什麼區別，所以在本篇文章中筆者將詳細介紹SATA通道與PCI-E通道固態硬碟的優劣，讓大家在裝機選擇固態硬碟時做到心中有數，按需購買。

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SATA SSD和NVMe SSD速度差異區別

我們先來了解一下兩種介面硬碟的工作原理：在傳統SATA硬碟中，當我們進行數據操作時，數據會先從硬碟讀取到內存，再將數據提取至CPU內部進行計算，計算後寫入內存，存儲至硬碟中；而PCI-E就不一樣了，數據直接通過匯流排與CPU直連，接近最大的傳輸速度，最大的數據量，省去了內存調用硬碟的過程。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，你說哪個速度快？

不同介面固態硬碟速度表

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碟日益增長的讀寫速度，所以PCI-E固態硬碟應運而生。

不過大家也要注意，其實並不是所有的M.2固態硬碟讀寫速度都很快，如果是採用SATA通道的M.2介面固態硬碟，讀寫速度不會超過550MB/s，而採用了NVMe協議的960PRO M.2固態硬碟，讀取速度最高是可以達到3.5GB/s的，是傳統SATA固態硬碟的7倍！

AHCI與NVMe協議

說完介面，我們再來聊兩種固態硬碟的協議。就好像IDE總要走到頭，AHCI似乎也出現了瓶頸。現在所用的SATA介面與AHCI標準其實是為高延時的機械硬碟而設計的，目前主流固態硬碟依然繼續使用它們，早期固態硬碟性能不高時可能還不覺得有什麼問題，但是隨著固態硬碟的性能逐漸增強，這些標準已經成為限制固態硬碟的一大瓶頸，專為機械硬碟而設計的AHCI標準並不太適合低延時的固態硬碟。

圖片來自互聯網

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對固態硬碟的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，但是介面並不允許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閑置50ms後可以迅速切換到能耗狀態1，在500ms閑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，但閑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介面固態硬碟也擁有較大優勢。

速度對比

下面我們看一下兩種固態硬碟速度對比：

左圖為SATA固態硬碟，右圖為960PRO SSD

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固態硬碟都遠遠領先SATA固態硬碟，綜合得分PCI-E固態硬碟高出SATA固態硬碟三倍有餘。

將他們繪製成表格後，這樣就可以一目了然。

不同介面固態硬碟協議

選購建議:

筆者建議大家盡量選擇大品牌存儲廠商，諸如三星等。因為大品牌SSD無論是穩定性還是速度上都有極佳的表現，雖然價格要比三線品牌貴上一些，但三星固態硬碟使用壽命更長，所以綜合來看還是選擇大品牌更好。

性能方面，M.2固態硬碟有著無可比擬的優勢，尤其是以三星的EVO系列為代表。960 EVO以250GB為起步，採用了和960 PRO一樣的北極星主控和V-NAND快閃記憶體。支持NVMe規範，走PCIe Gen.3 x4通道。官方標稱連續讀取性能3200 MB/s，寫入1900 MB/s；4K隨機讀取（QD32）380k IOPS，寫入（QD32）360k IOPS；寫入上限400TB。這樣的讀寫性能除了自家的960PRO以外，在整個NVMe固態硬碟里，再也找不出第二個對手，可以說是目前裝機最佳選擇。

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