相信你對NVMe這幾個字母比較眼熟,對SATA也比較眼熟,還有M.2。今天就來分享一下個人對這些內(nèi)容的認知,也就是對于目前M.2 SSD硬盤的相關(guān)知識。


一、M.2是什么?

首先,M.2是一個接口,出現(xiàn)在筆記本、臺式機上的插槽。M.2接口主要替代了mSATA接口。mSATA長這樣:


在幾年前的筆記本里出現(xiàn),作為筆記本的主硬盤,有點是小,不占空間,可以讓筆記本變得輕薄,最初是intel為超極本而推廣的。


形狀和全高無線網(wǎng)卡一樣,但是使用的接口不同,所以不能混插。但是mSATA僅只支持SATA3.0協(xié)議6Gb/s的理論傳輸速度使其無法適用于更多的場景,更跟不上SSD的性能發(fā)展。目前因為其小巧的特點,應(yīng)用在了固態(tài)移動硬盤這個場景下。

隨之而來的則是Intel主推的M.2接口規(guī)范,相較于mSATA,M.2接口在傳輸帶、容量、輕薄等方面都有更多的優(yōu)勢。所以也就逐漸從筆記本這種小空間內(nèi)使用逐步走向在臺式機也能使用的現(xiàn)象。


其次,M.2 SSD 共有三種規(guī)格尺寸,分別是42mm*22mm,60mm*22mm,80mm*22mm。其實也就是我們平時看到的硬盤上2242,2260,2280這個數(shù)字對應(yīng)的意義。不同的長度可以容納不同數(shù)量的閃存顆粒,因此也就可以達到不同的容量上限。目前我們常見的都是2280尺寸的。不過很多周邊產(chǎn)品,比如硬盤盒,都會支持三種尺寸。


再次,m.2接口有兩種類型:Socket2(B key——ngff協(xié)議),Socket3(M Key——nvme協(xié)議)。其中Socket2支持SATA、PCI-E*2接口,最大速率可達到700MB/s,寫入也能達到550MB/s。而Socket3可支持PCI-E *4接口,理論帶寬可達4GB/s。上圖中左1左2都支持NVMe協(xié)議,而右一則只支持SATA協(xié)議。因此,選購或者更新M.2 SSD的時候需要特別注意接口類型、支持協(xié)議、支持主板。


所以M.2就是一個接口類型,與SATA、IDE是同一層次的概念,IDE接口基本已經(jīng)看不到了,SATA是主流,M.2也已經(jīng)在慢慢普及,而且速度相當快。


二、M.2 SSD支持什么協(xié)議?

相信即便不懂,你也聽說過M.2 SSD支持SATA總線、PCI-E總線。在這個層面,SATA和PCI-E都是總線(通道標準),與主板上的物理接口不是同一個概念。

如果提到SATA3.0,你可能會有音箱,這個總線的傳輸速率極限是6Gb/s,也就是最大傳輸速度能達到600M/s。所以目前選購2.5in SSD的時候,宣傳頁面速度都是550M/s,畢竟傳輸是個損耗的事情,不可能達到理論標準,不過走SATA3.0總線的SSD已經(jīng)發(fā)展到極限了,也就是550M/s的傳輸速度已經(jīng)是SATA3.0的極限了,搜索一下基本所有商家的2.5in SSD都能夠達到550M/s的傳輸速度。

所以即便是M.2接口的SSD,如果走的是SATA通道,不管你怎么測速,速度不可能超過6Gbps,換個角度,如果測試出來的速度低于6Gbps,應(yīng)該就是走的SATA通道。

與SATA通道對應(yīng)的另一個概念是PCI-E,也是一個通道概念,全稱是PCI-Express,目前主流的應(yīng)該是PCI-Express Gen3 x 4通道。其中Gen3是PCI-Express的代數(shù),類似于USB協(xié)議的USB1.0,USB2.0,USB3.0。而后面的 x 4則是在主板上插槽的尺寸大小了。


目前主流的M.2 SSD都是PCI-Express Gen3.0 x 4通道,如果是筆記本更換SSD的話,同樣要搞清楚筆記本主板M.2插槽支持的通道版本。比如我之前沒了解,給小米筆記本15 pro 2019款增加了一個aigo P2000 1T M.2 SSD,怎么測都達不到標稱速度。于是去小米客服去咨詢確認,才知道這款筆記本只支持PCI-Express Gen2.0,所以只能達到這個通道標準下的速度。


不同的尺寸對應(yīng)不同的金手指長度,比如顯卡接在PCI-Expree x 16上,提供更高效的數(shù)據(jù)傳輸。比如我用的品牌臺式機,提供了M.2插槽,但是并不能識別NVMe,但是主板上有PCI-Express x 1插口,閑置的M.2 SSD也只能退而求其次了,買了一款佳翼的轉(zhuǎn)接口,將aigo P2000 512的速度降到了800Mb/s。

https://item.jd.com/100023635668.html

佳翼(JEYI) NVMe轉(zhuǎn)接卡PCIE轉(zhuǎn)M.2轉(zhuǎn)接卡全速M.2 Gen3滿速擴展卡 SK1

那么問題來了,NVMe又是個什么鬼。


三、“M.2的驅(qū)動”


隨便搜一下固態(tài)硬盤,目前主流的M.2 SSD都會跟著NVMe,這是個什么東西呢?


NVMe,即NVM Express,是一個邏輯設(shè)備接口規(guī)范,與AHCI是同一個層次的概念。它是與AHCI類似的、基于設(shè)備邏輯接口的總線傳輸協(xié)議規(guī)范(相當于通訊協(xié)議中的應(yīng)用層),用于訪問通過PCI Express(PCIe)總線附加的非易失性存儲器介質(zhì)(例如采用閃存的固態(tài)硬盤驅(qū)動器),雖然理論上不一定要求 PCIe 總線協(xié)議。


NVMe其實就是一種協(xié)議標準,是AHCI的進階版,針對PCI-E總線SSD定制的一種高速協(xié)議。目前支持NVMe協(xié)議的M.2 SSD一定采用PCI-Express 3.0 x 4總線標準,但是采用PCI-Express 3.0 x 4總線標準的M.2 SSD并不一定支持NVMe協(xié)議。


四、可不要選錯型號

概念太多了,所以特別容易選錯。根據(jù)前文三部分的不同層次的概念,基本可以選定適合自己設(shè)備的M.2 SSD產(chǎn)品了。本文不涉及具體型號的推薦,只介紹能夠使用的M.2 SSD固態(tài)硬盤的區(qū)分方式。


首先,在M.2 SSD的插槽方面,分為了B Key 插槽和M Key插槽。區(qū)分方式比較細微:二者在針腳個數(shù)上有一定的區(qū)別。從上圖可以明確看出。

B Key插槽支持Socket2,可以支持以下協(xié)議:PCI-Express x 2、SATA。

M Key插槽支持Socket3,可以支持以下協(xié)議:PCI-Express x 4、SATA。


目前常見的M.2 SSD基本都是M key的。


如果M.2 SSD的插口和插槽不對應(yīng),那就安裝不上啦。

所以在安裝方面分為兩種情況:面向B Key的M.2插槽面向M Key的M.2插槽。

1、面向B Key的M.2插槽

可以確定的是,M key的M.2 SSD是不可能裝進去B Key的M.2的插槽的。


此時又分為兩種情況:B Key M.2 SSD支持哪個總線:

(1)如果支持SATA總線,則可以正常使用,但是速度不會超過SATA3.0總線的上限速度600M/s(實際應(yīng)該是550M/s)。

(2)如果支持PCI-Express x 2總線,還要看這個插槽是不是支持PCI-Express x 2總線,如果只有SSD支持PCI-Express x 2而差錯不支持,則向下兼容SATA3.0;如果插槽也支持PCI-Express x 2總線,則可以以PCI-Express 3.0 x 2的速度運行,實際速度不會超過1000M/s。

2、面向M Key的M.2插槽

M Key的M.2插槽可以安裝B Key M.2 SSD和M Key M.2 SSD。但是也會因為支持的協(xié)議不同而導致速度不同。

(1)B Key M.2 SSD安裝在M Key M.2插槽上,根據(jù)SSD走的總線情況,可以達到SATA3.0(約600M/s上限)和PCI-Express x 2(約1000M/s上限)的不同速度上限。

(2)M Key M.2 SSD安裝在M Key M.2插槽上,可以走PCI-Express 3.0 x 2和PCI-Express 3.0 x 4通道。在這種情況下,SSD是否支持NVMe協(xié)議就成了影響速度上限的主要指標。如果SSD不支持NVMe協(xié)議的話,速度上限在1500M/s;如果SSD支持NVMe協(xié)議(目前主流的都支持,所以這個不用在購買時考慮),那就是現(xiàn)在各個廠家出售的各種產(chǎn)品了,從2000M/s到3500M/s,可多可多可以選擇的呢。


當然全文提到的PCI-Express 3.0 x 4目前已經(jīng)進化到PCI-Express 4.0 x 4通道了,速度四舍五入都可以10000M/s了,目前也適用于極客,因為想達到好看的速度要各個環(huán)節(jié)的設(shè)備都要支持,而且目前的應(yīng)用場景也不是那么多,有錢人上。

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五、總結(jié)

其實目前選購M.2 SSD的主要問題還是在插槽這部分,舊筆記本更新M.2 SSD的時候不太容易找到相關(guān)信息,找客服也不一定能夠問得出來。M Key M.2插槽不支持PCI-Express 3.0 x 4協(xié)議的話,目前主流的NVMe M.2 SSD都有點性能浪費的嫌疑。


支持NVMe 協(xié)議的M.2 SSD拿來DIY移動硬盤也有點浪費材料,因為USB 3.0 Gen2最高支持10Gbps,大約是1000M/s的傳輸速度,目前支持M.2 SSD的硬盤盒也基本上是10Gbps,雷電接口的又太貴了。不過想體驗超過極速u盤(比如我之前測過的閃迪cz880,雷克沙P30等)的傳輸速度,自己DIY一個M.2 SSD移動固態(tài)硬盤也不是不可以。

總的來說,M.2 SSD的選購需要先弄清楚自己的設(shè)備支持的各種協(xié)議以及物理插口,再進行選購。

感謝耐心觀看,希望以上內(nèi)容能夠?qū)δ愕倪x購有所幫助。非從業(yè)者,內(nèi)容難免有所出入,如有錯誤煩請評論指出,如有未表述清楚的地方也請評論區(qū)討論。謝謝。


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