作为PC中最重要的部件之一,杯具的是硬盘还往往是最拖累系统的一部分,特别是在纯机械硬盘平台上。整套平台性能要想极大地提升,硬盘速度就不得不革命。
时至今日,HDD硬盘依然是很多实体店装机的首选,但更快速的SSD已经是用过都说好,它好你也好。在这场革命中,为了实现更快的速度,硬盘的接口也在不断进化,今天的超能课堂我们就来谈谈硬盘的主流接口都有哪些。
不同规格的硬盘上会使用不一样的接口
大家都能说出不少,不过小编还是自己先曝答案吧——如上图所示,视硬盘大小不同,硬盘接口也是多种多样的,现在能见到的至少有SATA、mSATA、M.2、SATA Express、PCI-E及U.2等,其实这些还只是一部分,因为我们没提到的还有很多,比如BGA封装的,针对外置设备的eSATA接口,企业级市场用的SAS 3.0接口,习惯独来独往的苹果甚至还定制了很多自家专属的硬盘接口。
考虑到它们跟日常使用的关系不大或者你知道了也没个卵用(因为是专属的),所以我们重点介绍的是普通人见得着的接口,如下图所示:
硬盘常见接口及特色
上述表格中一共列举了SATA 6Gbps、mSATA、SATA Express(以下简称为SATA E)、M.2、U.2及PCI-E接口,实际上每个接口下面通常还会有很多子类型,比如SATA硬盘还有1.8寸规格的,mSATA还有mSATA mini,PCI-E插槽除了常见的HHHL半高半长之外,还有全高全长、全高半长等等,不胜枚举,我们就选择最典型的吧。
下面我们再详细介绍下每个接口的规格和特点。
SATA 6Gbps接口
SATA是硬盘接口的标准规范,实际上SATA 6Gbps接口这个说法并不规范,准确的称呼是SATA III,接口速度是6Gbps而已,只是现在大家习惯这个说法了。SATA 6Gbps接口是目前最最常见的HDD/SSD硬盘接口,大部分人现在买的硬盘都在用这种接口,接口及线缆如下所示:
从左到右分别是主板的SATA接口、硬盘接口及线缆
SATA 6Gbps接口
作为目前应用最多的硬盘接口,SATA 6Gbps接口最大的优势就是太成熟了,6Gbps的带宽虽然比起新接口的10Gbps甚至32Gbps带宽差多了,但普通2.5寸SSD也没这么高的需求,500MB/s多的读写速度也够用了,而在HDD硬盘上6Gbps带宽远远谈不上瓶颈,谁让HDD硬盘发展太慢了,速度一直没有质变。
当然,SATA 6Gbps也是有缺点的,它已经服役多年了,对新技术的支持是不够的,比如NVMe标准就不支持,而且体积相对比较大,不适应SSD日益小体积的发展趋势,6Gbps的带宽对新一代SSD来说也不够用了。
mSATA接口
既然SATA 6Gbps接口不利于SSD小型化,半高SATA设备又有点不受宠,所以针对便携设备开发的mSATA(mini SATA)接口就登场了,你可以把它看作标准SATA接口的mini版,物理接口跟mini PCI-E接口一样,所以二者容易混淆,但mSATA走的是SATA通道而非PCI-E通道,所以需要SATA主控。
mSATA在SSD小型化之初还是很火的
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接口的一些缺陷,比如依然是SATA通道,速度也还是6Gbps,SATA接口的潜力也就是这样了,要想进一步发展还得寻找新的手段。
M.2/NGFF接口
M.2接口硬盘已经成为新一代高性能SSD的首选
取代mSATA的接口是M.2接口,最初叫做NGFF,全名是Next Generation Form Factor,它可以做的比mSATA硬盘还要小巧,基本长宽只有22x42,单面厚度2.75mm,双面闪存布局也不过3.85mm厚,但M.2又有丰富的可扩展性,最长可以做到110mm,可以提高SSD容量。
此外,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,早期的M.2接口使用的是PCI-E 2.0 x2通道,理论带宽10Gbps,不过在9系及100系芯片组之后,M.2接口现在全面转向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。
M.2实际上是个庞大的规范
最后要说的是,Intel主导制定的M.2接口实际上是个庞大的总集,我们常见的M.2硬盘只是其中的一部分,根据类型和用途不同,它还有A/B/C/D/E/F/G/H/J/K/L/M之分,其中A、E两种类型常用于WiFI/BT无线模块、NFC模块、WiGig模块等,B、M可以用于SSD,而我们常见的2242/2260/2280/22110规格的M.2属于M分支的。
PCI-E接口
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。
Intel 750硬盘是目前高性能PCI-E硬盘的代表
跟显卡类似,PCI-E硬盘的规格也会根据长度、高度分为全高/半高、全长/半长等不同级别,最常见的PCI-E硬盘多是HHHL半高半长的,长度为167mm。
PCI-E接口的硬盘速度也逐渐从当初的PCI-E 2.0 x2走向了PCI-E 3.0 x4通道,速度也达到了32Gbps,可以满足未来一段时间的使用了,而且早期PCI-E硬盘不能做启动盘的问题也早解决了,现在PCI-E硬盘已经是最为高大上的选择了,旗舰级SSD大多会选择PCI-E接口。