小a科普|全面解析固态硬盘的“无形规则”——传输协议

时间:2021-11-25 16:31:56 来源: 站长之家用户


近年来最受用户欢迎的存储产品非固态硬盘莫属。相较于传统机械硬盘,固态硬盘的传输速度要快的多,且除了承担存储任务外,固态硬盘还能够为电脑性能带来提升,可以说是一举数得。不过同样的固态硬盘的构成和工作原理要比机械硬盘复杂得多,用户在选购时除了要了解SSD的接口、颗粒、速度以及容量外,对于一些无形的规则、协议也需要了解。

固态硬盘中一共有两种协议,一种是接口协议:SATA和PCIe,外在表现为SATA、M.2、U. 2 这几种不同形态的接口。另一种则是传输协议分为AHCI和NVMe,是目前主流SSD都在使用的协议。实际上接口协议与传输协议是两两相对应的,SATA对应AHCI,而PCIe则对应的是NVMe。简单来说,传输协议就像是“交通规则”,对数据传输进行了规范,虽然看不见、摸不着,但传输协议关系到SSD的性能和读写速度,非常重要。

AHCI(Serial ATA Advanced Host Controller Interface)

全称串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口,原本是专为SATA接口的传统机械硬盘所设计,但目前主流SATA接口的SSD也在使用这一协议。支持AHCI协议的SSD有一点比较繁琐,就是在使用时需要手动在主板设置中开启AHCI,开启后的硬盘能够大幅缩短寻道次数和数据查找时间,相当于完全发挥其性能。

不过目前SSD发展极为迅速,支持AHCI协议的SATA接口的固态硬盘最高传输速度不超过550MB/s,显然不能满足当下用户对于存储的需求,且AHCI无法为使用PCIe接口的高速SSD提供服务,反而会成为限制。那么为了摆脱AHCI带来的性能瓶颈,专为低延时SSD重新制定的传输协议规范NVMe诞生了。

NVMe(Non-Volatile Memory express)

又称非易失性内存主机控制器接口规范,主要是面向PCIe接口的。该协议具有高性能、低延迟,低能耗的特性,能够充分用PCIe的通道提升固态硬盘的性能。支持该协议的SSD读写速度都在1000MB/s以上。

目前NVMe已经发展到了1.3、1. 4 版本,性能较之前版本更加强劲。

NVMe1. 3 传输协议支持PCIe3.0 x4 通道,基本上该协议下的固态硬盘最高读写速度在3500MB/s左右。像aigo固态硬盘P2000,M. 2 接口,读速高达1950MB/s;而采用U. 2 接口的aigo固态硬盘P3000U,能够达到3400MB/s。还有一款采用AIC接口的aigo固态硬盘P3000A,则能达到最高的3500MB/s。

作为NVMe协议目前的最高版本,NVMe1. 4 相较于NVMe1. 3 有着更低的IO延迟,且支持PCIe4.0* 4 读写速度翻番最高能够达到了7000MB/s。仍旧以aigo产品为例,目前aigo的两款新品固态硬盘P5000 和P7000,读写速度都有不同程度的提升。aigo固态硬盘P5000 和P7000 采用全新PCIe4.0* 4 四通高速接口,读写速度能够达到5000MB/s、7000MB/s,这样的性能相信能够为用户带来更好的存储体验。

综合来看,要求高的用户建议选择支持NVMe1. 3 或者1. 4 的固态硬盘,传输速度更快。当然并不能只看这一方面,在选购固态硬盘时,一定要全面了解,接口、颗粒、主控以及无形的传输协议规则对SSD实际的使用体验都有着非常大的影响。

关键词:固态硬盘

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