SSD介面是什麼以及如何區分?

摘要:

本文介紹使用EaseUS Disk Copy克隆或升級硬碟並遷移 Windows 磁碟機時的克隆過程! SSD 因其耐用性、體積小、啟動時間快、讀/寫速度快而被廣泛應用於計算和資料存儲。本文將對SSD介面以及如何區分SSD介面進行講解。

固態硬碟 (SSD) 是一種使用積體電路來持久儲存資料的儲存裝置。 SSD 依靠非揮發性記憶體(通常是 NAND 快閃記憶體)來儲存儲存單元中的儲存資料。由於介面不同,SSD也有不同的類型。你能區分它們嗎?用於將 SSD 連接到電腦的介面會顯著影響效能和相容性。 EaseUS軟體將解釋SSD 介面。現在,讓我們詳細了解不同的 SSD 介面類型。

現代SSD介面

以下介面可以在當今的個人桌上型電腦、筆記型電腦、DAS 和 NAS 設備以及其他主流產品的 SSD 硬碟上找到。有些僅用於進階企業級伺服器、工作站和儲存陣列。

## SATA(串行 ATA)

SATA 是舊版並行 ATA 標準的後繼者,是一種廣泛用於將儲存裝置連接到電腦主機板的介面。它在資料傳輸效率和可靠性方面提供了多種優勢。

特徵:

  • 可靠性和錯誤修正:它使用進階錯誤修正功能,允許檢查傳輸指令並在資料傳輸過程中自動修正錯誤,從而提高資料傳輸的可靠性。
  • 熱插拔: SATA 支援熱插拔,這意味著可以在系統開啟時連接或斷開設備,而不會造成損壞或資料損失。
  • 向後相容性:它支援與舊 ATA 標準的向後相容性。
相容性 最大速度 延遲 理想用例
- 廣泛支援大多數主機板和設備。
- 適用於 SSD 和傳統硬碟。

SATA III 提供高達 6 Gbps (600 MB/s) 的速度。

由於技術較舊,與 PCIe 和 NVMe 相比延遲較高。

適用於一般計算任務和作為舊系統的升級。

優點:

- 成本效益高且廣泛可用。
- 易於安裝和配置。

缺點:

- 與 PCIe 和 NVMe 等較新的介面相比,速度有限。
- 高需求應用程式中的效能瓶頸。

## PCIe(外圍組件互連高速協定)

PCIe 採用最受歡迎的點對點串列連接方法連接到電腦的主機板。這使得資料傳輸速度比傳統 SATA SSD 快得多。

特徵:

  • 速度:PCIe SSD 採用多通道進行資料傳輸,使讀寫操作速度超過 5,000 MB/s。
  • 尺寸:PCIe SSD 通常採用 M.2 尺寸,比透過 SATA 電纜連接的傳統 SSD 更小但更有效率。
  • NVMe 協定:許多 PCIe SSD 採用 NVMe 協議,該協定最適合閃存,並且透過支援多個同時命令和減少延遲來實現更好的性能。
相容性 最大速度 延遲 理想用例
- 需要與 PCIe 插槽相容的電腦主機板。 PCIe 3.0 提供高達 32Gbps(4GB/s)的速度,而 PCIe 4.0 可以達到 64Gbps(8GB/s)。 由於與 CPU 直接通信,延遲更低。 最適合影片編輯、遊戲和其他效能密集型程式。

優點:

- 比 SATA 快得多。
- 支援多通道以增加頻寬。

缺點:

- 比 SATA 選項更昂貴。
- 與缺少 PCIe 插槽的舊系統有相容性問題。

## NVMe(非揮發性記憶體規格)

NVMe 是專為 SSD 硬碟設計的尖端介面。它利用 SSD 中的並行性,提供比 AHCI 明顯更低的延遲和更高的吞吐量,並透過降低延遲和充分利用快閃記憶體技術的潛力來優化固態儲存的效能。

特徵:

  • 高效能:NVMe SSD 的資料傳輸速度明顯高於 SATA SSD。 NVMe SSD 使用多個通道進行資料傳輸,每個裝置最多 4 個通道,潛在速度可達 32Gbps 或更高。
  • 電源效率:NVMe SSD 具有進階電源管理特性,可讓它們在空閒時切換到低功耗狀態,從而延長電池壽命。
  • 可擴充性:隨著資料儲存需求的增加,NVMe SSD支援可透過連接多個磁碟機實現可擴充性,而不會影響效能。
相容性 最大速度 延遲 理想用例
- 採用 PCIe 介面;需要主機板上的支援和作業系統。 NVMe SSD 可以達到超過 14,000 MB/s 的速度。 與 SATA 和傳統介面相比,延遲非常低。 非常適合高效能運算環境,例如執行要求嚴苛的應用程式的資料中心或工作站。

優點:

- 極低的延遲和每秒高的輸入/輸出運算元 (IOPS)。
- 針對資料的平行處理進行了最佳化。

缺點:

- 與 SATA SSD 相比成本較高。
- 需要特定的驅動程式或韌體更新才能獲得最佳效能。

## U.2

U.2 是專門為將 SSD 連接到電腦而設計的接口,主要用於企業環境中。它使用 SFF-8639 連接器,發音為“u-dot-2”。此介面允許 SSD 透過 PCIe 匯流排進行通信,支援 PCIe 和傳統 SATA/SAS 硬碟。

特徵:

  • 尺寸:U.2 驅動器通常採用 2.5 吋尺寸,因此比 M.2 SSD 驅動器更大。更大的尺寸使得 U.2 SSD 具有更高的儲存容量,通常超過 4TB,有些型號甚至高達 30.72TB。
  • 熱插拔:無需關閉系統即可更換 U.2 SSD 驅動器,這對於正常運行時間至關重要的企業應用非常重要。
  • 電源供應器:U.2 SSD 支援各種電壓等級(3.3V、5V 和 12V),而 M.2 SSD 僅支援 3.3V。
相容性 最大速度 延遲 理想用例
- 通常用於伺服器環境;需要相容 U.2 的主機板。 與 PCIe 速度類似,根據配置不同,它可以超過 32 Gbps。 由於依賴 PCIe 協議,因此可與 NVMe 相媲美。 最適合可靠性和速度至關重要的企業儲存解決方案。

優點:

- 熱插拔功能使維護更加容易。
- 專為具有強大效能需求的企業應用程式而設計。

缺點:

- 在消費性設備中較不常見。
- 企業級組件相關的成本較高。

## mSATA(迷你SATA)

mSATA 於 2011 年推出,是適用於行動和空間受限裝置中 SSD 的 SATA 介面的緊湊版本。它採用比傳統 2.5 吋 SATA SSD 更小的外形尺寸,非常適合超極本、上網本和其他一些便攜式設備。

特徵:

  • 尺寸:mSATA SSD 大約有一張名片那麼大,比 SATA SSD 小得多,因此可以裝入內部空間有限的設備中。
  • 耐用性:mSATA SSD 驅動器沒有任何移動部件,更可靠且更耐物理衝擊。
  • 能源效率:這些 SSD 比傳統 HDD 消耗更少的電量,有助於延長裝置電池壽命。
相容性 最大速度 延遲 理想用例
- 與支援mSATA 插槽的裝置相容,但與 M.2 相比在現代系統中不太常見。 僅限於 SATA III 速度(最高 6 Gbps)。 高於 NVMe 但低於傳統 HDD。 用於空間有限的舊筆記型電腦或嵌入式系統。

優點:

- 緊湊的尺寸非常適合空間受限的設備。

缺點:

- 比 M.2 NVMe 等較新的介面慢。

## M.2

M.2 是一種主要用於電腦中 SSD 的現代介面。它於 2012 年作為 mSATA 標準的後繼者推出,旨在為超極本和平板電腦等設備存儲提供更靈活、更緊湊的解決方案。

特徵:

  • 介面選項:M.2 支援 PCIe、SATA 和 USB 等多種介面。
  • 效能:M.2 SSD 的效能優勢尤其顯著,因為它們能夠同時處理多個 I/O 操作,從而顯著降低延遲並提高吞吐量。
  • 相容性和鍵控:M.2 連接器具有各種鍵控槽口,可防止不相容的模組插入錯誤的插槽。最常見的鍵是 B 和 M,它們表示不同的 PCIe 通道和 SATA支援功能。
相容性 最大速度 延遲 理想用例
- 需要主機板上有 M.2 插槽;必須使用 SATA 或 PCIe 協定檢查相容性。 使用 NVMe 時可達到高達 14,500 MB/s 的速度。 高於 NVMe 但低於傳統 HDD。 用於空間有限的舊筆記型電腦或嵌入式系統。

優點:

- 小巧的設計適合現代筆記型電腦和桌上型電腦。

缺點:

- 根據協定相容性選擇正確的輸入的複雜性。

## USB

USB介面SSD是外接SSD常用的通用接口,是透過USB埠連接到電腦等裝置的SSD硬碟。它們可以是外部的,也可以是便攜式的,從而允許在多個設備之間輕鬆進行資料傳輸和儲存。與傳統的USB硬碟相比,這款USB SSD硬碟在傳輸速率方面有著巨大的優勢。

特徵:

  • 連接性:USB SSD 享有各種 USB 連接埠標準,包括 USB 3.0、USB 3.1 和 USB 3.2,其中 USB-C 是常見的輸入。
  • 相容性:USB SSD 與不同的作業系統和裝置相容,包括 Windows PC 和 Mac,從而使它們用途廣泛且易於跨不同平台存取資料。
  • 外形尺寸:這些 USB SSD 驅動器具有不同的外形尺寸,通常裝在耐用的外殼中,以保護內部 SSD 組件。
相容性 最大速度 延遲 理想用例
- 幾乎相容於所有支援USB 連接埠的裝置。 USB 3.2 可提供高達 20 Gbps 的速度; USB4 可以大大超越這一點。 由於外部連接,與內部 SSD 介面相比,延遲更高。 適用於裝置或外部儲存解決方案之間的資料傳輸。

優點:

- 便攜性和易用性;即插即用功能。

缺點:

- 外部使用時比 PCIe 或 NVMe 等內部介面慢。

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過時的SSD介面

## 並行 ATA (PATA)

並行 ATA,即平行進階技術附件,是一種用於連接電腦內 HDD、SSD 和光碟機等儲存裝置的傳統介面。 PATA 於 20 世紀 80 年代末首次推出,並廣泛使用至 21 世紀初。

特徵:

  • 資料傳輸方法:PATA 採用平行訊號方法,透過多個通道同時傳輸資料的多個位元。
  • 佈線:PATA 使用通常具有 40 或 80 個針腳的帶狀電纜。然而,PATA 的電纜長度約為 18 英寸,這限制了其主要用於電腦系統內的內部連接。
  • 設備支援:PATA 支援每條電纜連接最多兩個設備,傳統上稱為「主」設備和「從屬」設備。
相容性 最大速度 延遲 理想用例

- 沒有支援SATA 的舊系統;

- 如今已基本過時

最高速度可達133MB/s。 由於資料傳輸速率比新標準慢,導致延遲較高。 如今很少使用,但仍可在需要升級的遺留系統中找到。

優點:

- 與舊版硬體向後相容。

缺點:

- 比現代介面慢得多;數量有限。

## SCSI(小型電腦系統介面)

SCSI 是一組促進電腦和周邊設備之間通訊的介面標準。 SCSI 最初開發於 20 世紀 80 年代,經過了顯著的發展,出現了多種迭代,包括並行 SCSI 和串行連接 SCSI (SAS),它們為單一總線上的多個設備提供了增強的資料傳輸速度和連接選項。

特徵:

資料傳輸速度:現代 SCSI 介面(尤其是 SAS)可以實現比舊標準更高的資料傳輸速率。
多裝置連接:SCSI 支援透過單一介面連接多個設備,簡化佈線並增強系統組織。
混合解決方案:SCSI 技術與 SSD 的結合產生了混合式儲存解決方案,該解決方案利用 SSD 的速度來滿足頻繁存取的資料,同時依靠傳統 HDD 來滿足更大的儲存需求。

相容性 最大速度 延遲 理想用例

- 主要用於伺服器和高階工作站;

- 需要 SCSI 控制器。

速度隨 SCSI 版本的不同而有很大差異; Ultra320 SCSI 提供高達 320 MB/s 的速度。 由於協定開銷,通常高於現代 SSD 介面。 最適合需要在多個驅動器之間建立可靠連接的企業環境。

優點:

- 支援單一匯流排上的多個裝置;強大的錯誤處理功能。

缺點:

- 與 SATA 等簡單介面相比,設定更複雜。

特定於供應商的 SSD 介面

自 2010 年以來,Apple 設備中使用的 SSD 通常具有專有連接器和外形尺寸,與其他製造商提供的不同。它們可能與上述一些標準相似,但仍具有不同的引腳排列,並且因型號而異。

結論

總之,選擇正確的 SSD 介面取決於速度、相容性、成本和預期用例方面的特定需求。每個介面都有其優點和缺點,可以滿足不同群體的使用者的需求。您可以選擇一個適合您需求的 SSD 介面。選擇正確的SSD後,您可以使用EaseUS Disk Copy來幫助您複製或升級SSD。