1.什么是NVMe?
NVMe协议标准由NVM Express公司监管,这是一个由100多个组织组成的联盟,这些组织致力于开发更快的协议以提高非易失性存储的性能。该组织由一个13家公司组成的董事会领导,其中包括Cavium、Cisco、Dell EMC、Facebook、英特尔、Micron、Microsemi、微软、NetApp、三星、希捷、东芝内存和Western Digital。
2.NVMe的速度远远快于SATA
NVMe控制器通过几种不同的方式提高性能。一种是使用PCIe总线,它将存储直接连接到系统CPU。这种直接连接消除了SATA的一些必要步骤,并提高了整体性能。
此外,NVMe SSD在很大程度上实现了并行性,极大地提高了吞吐量。当数据从存储传输到服务器主机时,它会进入一行或队列。传统的SATA连接只能支持一个队列,一次只能接收32条数据。再回到车的类比上,这就像只有一条车道的车流可以容纳32辆车。
而NVMe存储支持最多64000个队列,每个队列有64000个条目。换句话说,这就像从一条单行道走到一条6.4万车道的路上,每条车道都能容纳6.4万辆汽车,这对整体表现产生了巨大的影响。
正如我们的类比中说城市道路一般限速在几十公里每小时一样,SATA连接也有速度限制。对于SATA,理论最大传输速度为6.0 Gbps(在实践中,最大传输速度要低得多)。这就相当于给SATA SSD的运行速度设定了上限。超过一定限度,使用再快的闪存对系统的整体性能没有影响,因为SATA连接会造成瓶颈。
3.NVMe在固态硬盘上的应用
先记住先记住!!!SATA和PCI-E和M.2,他们是接口,都是固态硬盘的接口。
然而其中SATA和PCI-E不仅仅指接口,这两个东西也另指“数据通道”,简单说就是数据从硬盘走到内存条的“路”,学名叫总线。
总线:相当于固态硬盘给内存条和CPU传送数据需要走的“路",这条路分为SATA总线和PCI-E总线
PCI-E通道就像是特别宽大的路,数据可以走的特别快,而SATA通道与之相比更像是一条崎岖的小路,数据走的特别慢,但是CPU内部就那么大一点,修不了特别多的大路,所以PCI-E通道也就仅有那么几条。
通常SATA的插槽只能走SATA3的通道,而M.2的插槽又分为Socket 2跟Socket 3
M.2(Socket 2)的固态可以走SATA3或者PCI-E 3.0×2通道(就是两条PCI-E) M.2(Socket 3)的固态则可以走PCI-E 3.0×4通道
每条PCI-E 3.0总线的带宽是8Gbps,而SATA 3.0总线的带宽则只有6Gbps
NVMe,其实NVMe跟AHCI都是一种规范,就像是在路上走如果没有交通规则的限制,那么肯定是一团拥挤肯定都走不动了,而NVMe跟AHCI就像是这种交通规则
AHIC是针对SATA这种弯路的交通规则,然后开发者发现,这种针对弯路的规范,数据只能一个一个通过的规则用在宽敞的PCIE通道上面实在太浪费了,于是针对PCIE通道又开发出了NVME规范,可以让很多数据同时通过
总结:SATA、M.2、PIC-E其实可以说是插槽的形状,PCI-E和SATA是数据从硬盘到内存条走的通道,而NVME跟AHCI就是针对PCI-E跟SATA通道的“交通规则”
1NVMe协议的定义及特点在过去的2016年,几乎全球所有的存储大厂都推出了基于NVMe协议的固态硬盘产品,一时间NVMe协议几乎成为了行业最为热门的词汇。那么,NVMe协议到底是什么?它和传统的AHCI协议又有哪些异同?下面,我们一起来看。NVMe协议的定义及特点NVMe,全称为Non-Volatile Memory Express,我们拆开翻译,Non-Volatile Memory中文译名为非易失性存储器。熟悉存储的都知道,存储器根据断电后是否能够存储数据为标准分为易失性和非易失性,我们常用的优盘、闪存卡等存储产品就是非易失性存储器,当然固态硬盘产品也是非易失性存储器了。而此处的Express,就是类似于PCIe中那个e,指的是通道或是规范。一般常识性的理解,NVMe是一种基于非易失性存储器的传输规范,NVMe规范由包含90多家公司在内的工作小组所定制,Intel是主要领头人,小组成员包括美光、戴尔、三星、Marvell、NetAPP、EMC、IDT等公司。此规范目的在于充分利用PCI-E通道的低延时以及并行性,还有当代处理器、平台与应用的并行性,在可控制的存储成本下,极大的提升固态硬盘的读写性能,降低由于AHCI接口带来的高延时,彻底解放SATA时代固态硬盘的极致性能。就存储整个流程来说,NVMe不仅仅是逻辑上的协议接口,还是一种指令标准,一种指定协议,它的出现彻底颠覆了存储行业长期以来以ATA为核心底层的存储逻辑,掀起了一场实至名归的存储革命。2NVMe协议和SATA的异同及小结NVMe协议和SATA的异同SATA是一种物理接口类型,执行的AHCI协议标准,是目前最为廉价和常见的固态硬盘接口,缺点便是有着6Gbps的极限读写限制,无法满足专业领域对于无延时、极致读写的要求。PCIe实际上是通道协议,在物理表现上就是主板上那些PCIe接口。这些通道协议,属于总线协议,能够直接连接CPU,因而几乎没有延时,成为NVMe标准的绝佳伴侣。而在AHCI标准时代,受制于协议,几乎无法发挥PCIe的实际性能,同时根据传输速度不同,PCIe还可分为X2/X4/X8。M.2接口,在固态硬盘领域,更多的是用于和传统的SATA固态硬盘进行区分的名词。根据主控执行的协议不同,M.2接口又分为NVMe协议以及AHCI协议的固态硬盘。根据协议不同,M.2固态硬盘在性能上也会有着相当的差异。
NVMe协议是在PCIe SSD开始大量出现在市场上后,因为各个厂家的私有协议不具有兼容性,无法和现有操作系统无缝衔接,INTEL为了统一接口协议建立生态,而在2011年发布了NVMe协议。
1、同是M.2接口,为什么会有PCI-E和SATA之分
这是因为两者所走的通道不同,M.2有两种接口定义:Socket 2和Socket 3。Socket 2支持SATA、PCI-EX2通道的SSD,Socket 3专为高性能存储设计,支持PCI-EX4。影驰铠甲战将M.2 256GB 走的是PCI-E通道,而影驰铁甲战将M.2 128GB走的是SATA通道。走的路不一样,性质也就截然不同了。
2、有M.2接口的主板都能使用M.2 SSD
非也非也,不同主板的M.2接口所支持的通道是不同的,有的仅持PCI-E通道,例如华硕Z97-A,其规格说明里关于M.2的描述有标明。而有的则兼容SATA和PCI-E两种通道,例如技嘉Z97X-UD3H。那么问题就来了,如果把影驰铁甲战将M.2 128GB安装在华硕Z97-A上就会无法被识别。而如果兼容两种通道的主板就不会有这样的问题,所以如果您想购买 M.2 SSD,要弄清楚自己的主板上的M.2接口是支持哪种通道的。
3、什么决定M.2 SSD所走的通道
主控决定了接入M.2接口的SSD是走PCI-E通道还是SATA通道。例如影驰铠甲战将M.2 256GB的主控是Marvell88SS9183-BNP2主控,这是一款PCI-E控制器,而影驰铁甲战将M.2用的是传统的SATA控制器。若接入同时兼容两种通道的M.2接口,比如技嘉Z97X-UD3H,都可以被识别出来,只是一个走的的是PCI-E通道另一个走SATA通道,拥有的带宽不一样。
4、性能差别有多大
走的通道不一样,速度自然有差别,就好比同一辆车,在高速公路和在崎岖山路上的速度有巨大差别一样。下图是PCI-E SSD影驰铠甲战将M.2 256GB和SATA SSD影驰铁甲战将M.2 128GB的性能情况。
SATA3.0通道的理论带宽是6Gb/s.理论极限传输速度600MB/s,所以跟市面所有的SATA接口SSD一样,铁甲战将M.2的最高读取速度不会超过600MB/s,而主板M.2接口走PCI-E通道传输通道带宽为10Gb/s。影驰铠甲战将M.2 256GB的连续读取达到678.80MB/s的超高传输速度,超过了SATA3.0的极限传输速度。
6、两者的价格区别
这个就是大家最关心的问题了,当然两者的价格也是有很大差别的,PCI-E SSD的价格目前相对于SATA SSD来说还是比较高,毕竟性能摆在那,而走SATA通道的M.2 SSD 价格标准跟一般的SATA接口SSD是同等水平。
7、如何确认M.2接口SSD是否为PCI-E通道
第一、官网产品规格介绍中会有说明。
第二、在电商平台中,商品参数或者商品介绍里都会有说明。
以上便是关于M.2、PCI-E以及SATA接口SSD的区分了,走SATA通道的M.2 SSD价格更实惠,体积轻便能够灵活接入各种超极本当中,而PCI-E SSD则是追求的极致性能和品质,用户可根据自己的实际需求选购,注意区分主板的M.2接口哦。
M.2接口,是Intel推出的一种替代MSATA新的接口规范,也就是我们以前经常提到的NGFF ,即Next Generation Form Factor。其实,对于桌面台式机用户来讲,SATA接口已经足以满足大部分用户的需求了,不过考虑到超极本用户的存储需求,Intel才急切的推出了这种新的接口标准。虽然,我们在华硕、技嘉、微星等发布的新的9系列主板上都看到了这种新的M.2接口,但是对于台式机的意义并不大,真正的意义在于Intel主推的超极本上,以取代原来基于mini PCIe改良而来的mSATA接口。无论是更小巧的规格尺寸还是更高的传输性能M.2都远胜于mSATA。随着SATA接口瓶颈不断凸显,越来越多的主板厂商也开始在自家产品线上预留M.2接口。M.2接口可以同时支持SATA及PCI-E通道,后者更容易提高速度,一开始的M.2接口使用的是PCI-E 2.0 x2通道,理论带宽10Gbps,这也已经突破了SATA接口理论传输瓶颈。现在M.2接口全面转向PCI-E 3.0 x4通道,理论带宽达到了32Gbps,远高于之前水准,大大提升了SSD性能潜力。同时,使用M.2接口固态硬盘还支持NVMe标准,相比目前主流的 AHCI,通过新的NVMe标准接入的SSD,可以获得大幅度的性能提升。早在SATA接口的SSD发展之初,PCI-E接口的SSD就出现了,因为后者的优势实在太大了,其他SSD不论采用什么接口,都是从SATA 向原生PCI-E走进,而PCI-E接口的SSD直接是一步到位,省去了中间过程。不过PCI-E硬盘最初多用于企业级市场,因为它需要不同的主控,性能高的同时成本也高了,消费级市场也没多少需求,只是这两年来PCI-E硬盘才在高端消费级市场上崛起。