誰能取代SATA?四種高速存儲接口解析
憑借更快的數(shù)據(jù)傳輸速度、更小的空間占用以及更遠的傳輸距離，SATA接口在幾年前成功干掉IDE接口，成為了市面上最主流的存儲接口。但隨著技術的進步與存儲廠商的不斷發(fā)掘，SATA的潛力已經(jīng)被開發(fā)殆盡，已經(jīng)成為了眾所周知的“阻礙固態(tài)硬盤發(fā)展瓶頸”。
由于SATA接口利用的是主板芯片組的DMI總線，其最新版——SATA 6Gb/s接口（俗稱SATA3）的帶寬為6Gb/s、最高理論傳輸速度為600MB/s，這雖然能夠滿足機械硬盤的要求綽綽有余，但對于追求更高速度的固態(tài)硬盤而言，顯然就不夠用了。
SATA接口已然成為“阻礙固態(tài)硬盤發(fā)展瓶頸”
既然SATA接口已然成為“阻礙固態(tài)硬盤發(fā)展瓶頸”，那么按照事物的發(fā)展規(guī)律，要想適應存儲設備的發(fā)展，就需要一種全面優(yōu)于SATA的新接口來取代它。時至今日，我們已經(jīng)看到PCI-E、M.2、SATA Express以及U.2這些能夠通過PCI-E總線，讓固態(tài)硬盤獲得更充分發(fā)展空間的接口。那么，它們中的哪一種能夠成為未來的主流呢？
帶著上面這個問題，我們先來簡單介紹一下PCI-E、M.2、SATA Express與U.2這四種能夠突破SATA3性能瓶頸的接口，增進各位對這些接口的了解。
最早突破SATA瓶頸的接口——PCI-E
在上述四種高速存儲接口之中，PCI-E是最早出現(xiàn)在主板上的。因為PCI-E接口不僅可以安裝固態(tài)硬盤，還能用來裝獨立顯卡，而后者顯然是這個接口最主要的用途......
圖中銀色的“長條”就是PCI-E接口（PCI-E x16），我們可以通過它接駁PCI-E固盤
PCI-E全稱為PCI Express，是Intel早在2001年就提出的“第三代I/O總線技術”，現(xiàn)已進化到PCI-E 3.0，擁有x1、x4、X8和x16四種模式。它可以把數(shù)據(jù)傳輸率提高到一個很高的頻率，達到PCI所不能提供的高帶寬，同時也遠高于SATA3接口。即便是PCI-E 3.0 x1接口，其傳輸速度都已接近1GB/s，已經(jīng)明顯優(yōu)于SATA3 600MB/s的最高理論傳輸速度。
一般情況下，我們現(xiàn)在能夠見到的PCI-E固態(tài)硬盤有兩種，一種采用的是PCI-E 2.0 x4，另一種是PCI-E 3.0 x4，只要這些PCI-E固態(tài)硬盤的主控夠給力，它們的讀取/寫入速度可以輕松突破600MB/s。因為PCI-E 2.0 x4數(shù)據(jù)傳輸率達到了16GHz/16GT/s，也就是大約2GB/s，而PCI-E 3.0 x4接口更是達到了PCI-E 2.0 x4的兩倍，已經(jīng)接近4GB/s了。
由于PCI-E固態(tài)硬盤的接口均為PCI-E x4，這也就會導致這樣一個問題——想要使用PCI-E固態(tài)硬盤的玩家需要預留一條顯卡插槽，也就是說各位需要挑選至少擁有兩條PCI-E x16插槽的主板。因此使用ITX主板的玩家很難享受到PCI-E固態(tài)硬盤的更出色性能，除非舍棄掉獨立顯卡。
上圖紅框內的接口是PCI-E x1，它并不適合安裝PCI-E固態(tài)硬盤
需要各位注意的是，雖然大多數(shù)主板都提供多個“短小”的PCI-E x1接口，但它并不適合安裝PCI-E固態(tài)硬盤，這不僅是因為在PCI-E x1插槽上安裝PCI-E固態(tài)硬盤很麻煩，需要玩家把接口一側鋸開，更重要的是因為PCI-E x1接口的性能并不能滿足大多數(shù)PCI-E固態(tài)硬盤對帶寬的要求，進而影響產(chǎn)品自身性能的發(fā)揮。
另外，由于采用PCI-E接口的固態(tài)硬盤的性能相對SATA3固態(tài)硬盤要強大很多，所以價格相對比較昂貴。即便是240GB容量的PCI-E固態(tài)硬盤，其價格也要比同容量的SATA3固態(tài)硬盤貴上1-2倍，所以這類固態(tài)硬盤目前還只適合不差錢的發(fā)燒友選購。
至于PCI-E是不是“取代SATA，成為最主流存儲接口”這個問題的答案，那么筆者在這里可以告訴大家——不是。因為PCI-E接口無論是在相關存儲設備普及率還是在適用性方面與SATA相比要差太多了，更何況自PCI-E誕生已經(jīng)過去15年時間，如果它真的能取代SATA，那么它早就把這事給辦了。
追求高速存儲設備的可選方案——M.2
本文介紹的第二種超高速存儲接口——M.2（也叫NGFF）是Intel原來打算為超級本打造的，意在取代同樣受到SATA總線性能瓶頸困擾的mSATA接口，并讓超級本享受到性能更強大的固態(tài)硬盤產(chǎn)品同時，使產(chǎn)品變得更加輕薄。
上圖中紅框內的接口就是M.2，它可以支持42mm、62mm、80mm三種長度的M.2固盤
為了增加自家主板的賣點，自Intel 8系列芯片組開始，M.2接口就出現(xiàn)在了消費級主板上面，相應的M.2固態(tài)硬盤產(chǎn)品也陸續(xù)出現(xiàn)在了市場中。與PCI-E接口一樣，M.2也可以利用數(shù)據(jù)傳輸率遠超SATA3的PCI-E總線（PCI-E x4），在性能上實現(xiàn)突破。
雖然M.2的數(shù)據(jù)傳輸率遠高于SATA3，但通過了解現(xiàn)在市售M.2固態(tài)硬盤陣容，我們可以看到這樣一個略感失望的狀況，那就是部分M.2固盤的性能與SATA3固態(tài)硬盤相比并沒有太大優(yōu)勢，甚至還不如一些高端SATA3固態(tài)硬盤。
造成“部分M.2固盤性能上不如SATA3固態(tài)硬盤”這種現(xiàn)狀的原因是什么呢？那就是目前市售M.2固態(tài)硬盤有2種版本，其中一種采用的是PCI-E總線，而另一種則采用了SATA總線。因此，這些采用SATA總線的M.2固態(tài)硬盤，會和SATA3固態(tài)硬盤一樣，受到SATA接口帶寬的限制。
因此，各位在選購M.2固態(tài)硬盤時，需要仔細查看心儀產(chǎn)品的詳細規(guī)格，因為采用SATA總線的M.2固態(tài)硬盤與和PCI-E總線的M.2固態(tài)硬盤之間存在相當大的性能差距，以三星推出的SSD 9950 PRO為例，其讀取速度已經(jīng)突破2GB/s，寫入速度也超過900MB/s，這種程度可是采用SATA總線的M.2固態(tài)硬盤無法企及的。
至于如何分辨M.2固態(tài)硬盤采用的是SATA總線還是PCI-E總線，各位除了可以去產(chǎn)品的詳細規(guī)格頁面中進行查詢，還可以通過產(chǎn)品售價與讀取/寫入速度來進行簡單判斷。因為使用PCI-E總線的M.2固態(tài)硬盤價格一般都比較昂貴，而且讀取/寫入速度會達到600MB/s甚至更高，而采用SATA總線的M.2固盤因性能上達不到這種水平，其價格自然也比較便宜，與同容量的SATA3固態(tài)硬盤相差并不大。
盡管M.2接口現(xiàn)在受到不少存儲設備廠商的青睞，未來將會有更多像三星SSD 950 PRO這樣的超高速M.2固態(tài)硬盤出現(xiàn)在市場中。但M.2卻和PCI-E一樣，并不能取代SATA，成為最主流的存儲設備接口。除去M.2主攻移動平臺這一點之外，M.2接口與SATA相比更大的主板空間占用也是它無法取代SATA的最主要因素之一。因此，M.2只能算是一種突破SATA接口帶寬瓶頸的可選方案。
落寞的“下一代存儲接口標準”——SATA Express
伴隨著近兩年固態(tài)硬盤產(chǎn)品普及程度越來越高，SATA3的帶寬瓶頸也愈發(fā)明顯，需求也變得更加迫切。為此，SATA-IO組織特別開發(fā)了一種全新的物理接口——SATA Express。這個全新的接口被寄以厚望，被稱為“下一代存儲接口標準”，在它剛剛面世時，就有不少人認為它將成功取代SATA，成為未來的主流存儲接口。
上圖中紅框內的接口就是SATA Express，看上去有點像SATA+SATA
理想很美好，現(xiàn)實很殘酷。自從SATA Express出現(xiàn)在我們面前之后，它的實際表現(xiàn)并沒有達到預期。直到今日，我們都沒有看到采用SATA Express的存儲設備出現(xiàn)在市場中，而高端主板上標配的兩個SATA Express接口也隨之成為“擺設”。
雖然SATA Express與PCI-E、M.2一樣都可利用數(shù)據(jù)傳輸率更高的PCI-E總線，但它與PCI-E、M.2不一樣的地方是——最多只能利用兩條PCI-E通道，也就是說它的最高理論數(shù)據(jù)傳輸速度大概在2GB/s，只有PCI-E 3.0 x4的一半，因此它的發(fā)展?jié)摿妥兊眯『芏嗔恕?/span>
除此之外，SATA Express接口本身也相當復雜，在不同的設備上有多達五種規(guī)范，以保證它的兼容性、復用性，使SATA Express接口無論是在工業(yè)設計還是易用性方面的表現(xiàn)都不盡如人意。這一點與SATA Express本身并不高的發(fā)展?jié)摿Y合在一起，讓這個被寄予厚望的“下一代存儲接口標準”遭到了存儲廠商的冷遇。
消費級固態(tài)硬盤的希望之光——U.2接口
盡管SATA Express遭到冷遇。但由固態(tài)硬盤形態(tài)工作組織，推出的硬盤接口規(guī)范——U.2（原名SFF-8639，好難記）卻獲得了與SATA Express完全不同的待遇，不僅受到許多網(wǎng)友的關注，相應的產(chǎn)品也迅速來到我們面前。那么，全新的U.2接口是不是會取代SATA，成為未來的主流呢？
固態(tài)硬盤上的U.2接口
主板上的U.2接口
為了避免SATA總線帶寬不足而影響固態(tài)硬盤的發(fā)展，全新的U.2接口與PCI-E、M.2以及SATA Express一樣都依靠帶寬更大的PCI-E總線來讓SSD的性能得到進一步發(fā)揮。與前面介紹的SATA Express有所不同，U.2可以用到4條PCI-E通道，也就是說它的最高理論數(shù)據(jù)傳輸速度，可接近4GB/s，已經(jīng)達到了SATA Express的兩倍，同時意味著U.2潛力要比SATA Express更加龐大。
采用U.2接口的Intel SSD 750的性能非常強悍
我們可以通過上面這張圖了解到，U.2接口的主板空間占用要比M.2少很多
在具備更出色數(shù)據(jù)傳輸率的同時，U.2接口與PCI-E、M.2、SATA Express相比，雖然單個U.2接口的空間占用要比SATA多不少，但和上面這三個接口相比，U.2對主板空間的占用要少很多，這也就意味著U.2更有可能像SATA一樣，可通過多通道多芯片并行的方式實現(xiàn)存儲設備性能進一步提升，進而實現(xiàn)“接替SATA，成為市場主流”的夢想。
當然，U.2要想實現(xiàn)這個夢想，自身的兼容性也要足夠出色，因為固態(tài)硬盤的更新?lián)Q代速度相對比較緩慢，提供對“老”接口規(guī)范的兼容是必要的。因此，U.2不但能支持SATA Express規(guī)范，還能兼容SAS、SATA等規(guī)范，使得SATA存儲設備也可以接駁在U.2接口上使用。
現(xiàn)在只有Intel SSD 750這一款U.2存儲設備上市開賣
雖然U.2與與PCI-E、M.2、SATA Express相比擁有不少優(yōu)勢，但由于U.2才剛剛面世不久，采用這種接口的設備并不多見。盡管現(xiàn)在已經(jīng)有多家大廠表示很快就會推出U.2固態(tài)硬盤，表明U.2是一個很受歡迎的新接口。但是，現(xiàn)在只有Intel自己推出了一款相關設備——Intel SSD 750，而其他幾家的產(chǎn)品至少也得等到明年才會上市，也就是說我們要等到明年才會看到U.2正式踏上自己的普及之路。
Intel SSD 750 U.2接口 400GB 京東商城 售價2799元>>購買鏈接
至于價格會不會成為U.2普及之路中的阻礙，目前還是個未知數(shù)。因為與U.2接口相配套的存儲設備才剛剛面世不久，售價看上去有點嚇人，但這種情況實屬正常。在SSD剛剛來到我們面前的時候，不也是這個樣子么。所以筆者相信隨著存儲行業(yè)對U.2接口的大力推廣，不管是固態(tài)硬盤還是相關主板產(chǎn)品一定會在未來兩到三年內降低到一個較為平價的區(qū)間內，從而在消費級市場中得到認可。
通過上面這些內容，我們可以了解到，文中四種能夠突破SATA瓶頸的接口中，最有可能接替SATA接口市場主流地位的，莫過于帶寬更大剛剛面世不久的U.2接口了。這其中點緣由簡單歸納一下大概就是這樣：理論最高數(shù)據(jù)傳輸速度可接近4GB/s、空間占用相對較小、兼容性比較出色。
看到上述優(yōu)勢，相信很多消費者都會對這個新鮮事物感興趣，那么，我們有必要嘗鮮，等三星、HGST、OCZ等廠商推出U.2存儲設備呢？答案是：暫時不需要。而這其中的原因在前面我們已經(jīng)提到過，那就是U.2固態(tài)硬盤才剛剛面世，其價格相對目前最主流的SATA3固態(tài)硬盤要貴上太多了。舉個例子，一塊Intel SSD 750 400GB的價格，足夠我們買4塊一線品牌的25GB SATA3固態(tài)硬盤了。
U.2固態(tài)硬盤雖然在性能上要比SATA3固態(tài)硬盤強大許多，但在U.2相關產(chǎn)品普及之前，搶鮮體驗的意義并不大，但如果你是一位追求性能且不差錢的發(fā)燒友，入手一片感受新產(chǎn)品的魅力也是可行的。
至于PCI-E、M.2（支持PCI-E的）固態(tài)硬盤雖然也能夠提供比SATA3固態(tài)硬盤更強的性能，但它們和U.2固態(tài)硬盤一樣也不太適合大多數(shù)消費者入手。其中的原因同樣是基于它們在價格上要比同容量SATA3固態(tài)硬盤貴上不少。
所以說，針對廣大玩家在選購固態(tài)硬盤時，我們建議大家盡量還是選擇最主流的SATA3固態(tài)硬盤。這可不光是因為它們相對更便易，性能也還可以滿足絕大多數(shù)消費者的需求，更何況掏腰包購買速度更快、性能更強的固態(tài)硬盤可是要花掉更多我們/父母辛辛苦苦工作掙來的血汗錢?！?/span>
關注我們
