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驱动之家 05-26

精神小伙终于实现 SSD 自由:结果通电瞬间火花四溅

精神小伙终于实现了固态硬盘自由,通电瞬间火光四射烟雾缭绕为哪般?

正所谓一通操作猛如虎,电源硬盘全带走。固态硬盘不能闭着眼乱买,不仅要清楚自己的主板是用的是哪种接口,安装时更要具备一定的硬件知识和靠谱的动手能力。

更不要相信大力出奇迹,不然轻则设备无法识别,重则接口灰飞烟灭。

现在最常用的固态硬盘接口为 SATA 和 M.2 接口,不仅外观差别较大,速率更可能会有五六倍的差距,这是因为接口带宽也是制约固态硬盘性能的重要因素。

除了 SATA 和 M.2,回望二十年,固态硬盘接口形式远比你想象的要 " 缤纷 ",下面我们就来个编年史般的大回顾。

IDE(PATA)接口

主流观点都认为 SATA 是最早固态硬盘接口类型,但实际上实用化的固态硬盘可以追溯到 IDE 时代。IDE 接口也称为 ATA 接口,因为使用 16 位并行传输方式,所以也被称为 PATA(并行 ATA),接口采用 40 针结构,但传速度最高也只到 133MB/s,但直到奔腾 4 时代还在使用。

这也意味着,该时期固态硬盘速率也比机械盘快不了多少,而且十分罕见,较高的成本和不高的容量,基本用在对稳定性要求较高的工控设备上。为了与机械硬盘区分,行业内普遍叫它电子盘,接口形式为 40 针孔的大插头并有防呆设计,直接插在主板上使用。

除此之外,IDE 接口还有两个小弟,分别是 CF 和 ZIF。

CF(Compact Flash)接口

对于摄像摄影爱好者来说,CF 卡一定不陌生,例如佳能单反相机直到 5D2 和 50D 时期还在使,但更多的还是用于工控领域。CF 卡同样遵循 ATA 标准,但接口是 50 针。

大部分用户认为 CF 卡和 SD 卡都属于存储卡,只是接口类型不同。但 CF 卡内部由控制器和闪存芯片组成,是一块标准的固态硬盘。

ZIF(Zero Insertion Force,零插拔力)接口

该接口由东芝发布,应用于 1.8 寸的微硬盘上,同样多用于工控设备,一些数码产品也有所配备,例如苹果 iPod Classic 系列音乐播放器,索尼更是推出配备 ZIF 固态硬盘的超薄笔记本电脑。

和 IDE 接口相比,ZIF 接口不仅体型更小,物理结构也完全不同,所谓零插拔力接口实际上就是现在比较常见的 FPC 软排线接口,内部 40pin 触针表明它同样符合 ATA 规范。

SATA 接口

由于 IDE 接口性能严重落后,奔腾 4 中后期的主板开始配备带宽更高的 SATA 接口。SATA 接口由于采用串行方式传输数据而得名,最新的 SATA 3 传输带宽达到了 6Gbps。外观相对于 IDE 接口显得十分迷你,内部的 "L" 型防呆设计杜绝了插反的可能性。

SATA3 的接口带宽应用于机械硬盘基本足够,而对于固态硬盘来说早已成为瓶颈,但广泛的适用性和良好的兼容性,使得 SATA 固态硬盘成为老旧电脑最低成本的升级方案。

另外,SATA 接口也有两个小弟,分别是 LIF 和 mSATA。

LIF ( Low Insertion Force,低插拔力 ) 接口

LIF 接口被广泛认为是苹果早期 MacBook Air 笔记本电脑的专用硬盘接口,但东芝随后也发布了 LIF 接口的 1.8 寸机械硬盘。至于用途,基本也是工控领域和几款超薄的笔记本电脑,和 ZIF 接口的固态硬盘一样罕见。

和标准 SATA 接口相比,LIF 外形与 ZIF 更为接近,所谓低插拔力也是使用 FPC 排线链接,只是接口和排线的固定方式有所不同,但大家记住它符合 SATA 规范就可以了。

mSATA 接口

mSATA 接口是标准 SATA 的迷你版本,但使用该接口的固态硬盘身形也更小,广泛应用在工控电脑、教学一体机和一些笔记本电脑中。外观看 mSATA 采用了 mini PCI-E 接口形态,但速度和 SATA 完全一致。

因为 mSATA 引脚与 mini PCI-E 兼容,有些主板可以同时兼容这两个协议,既可以安装 mSATA 固态硬盘,也可以安装无线网卡和 3G/4G 无线上网卡。

AIC/PCI-E(PCI-Eexpress)接口

AIC 接口其实就是标准 PCI-CI-Eexpress 接口。PCI-Express 实现了主板总线的统一,根据总线位宽不同,可分为 x1、x2、x4、x8 和 x16,例如 x16 插槽用于显卡,x1 接口用于独立声卡、独立网卡等设备,而固态硬盘通常使用 x4 接口。除了带宽更高,PCI-Eexpress 还能与 CPU 直接通信,为今天的 Host Memory Buffer(HMB)主机内存缓冲技术打下基础。

AIC 接口固态硬盘最早也是应用在服务器领域,采用原生的 PCI-E 接口,较大面积的 PCB 也可以做到更大的容量,在企业级产品中很早就出现了 TB 级别。

目前 PCI-Eexpress 标准已发展到今天的 3.0 和 4.0,5.0 也普及在即。版本越高单个通道的传输带宽就越高,例如 PCI-Eexpress 4.0 x4 接口最高可达 64Gbps,相对于 SATA 最高的 6GBps 来说是个恐怖的存在。另外,PCI-Eexpress 命名方式也有所变化,例如 PCI-Eexpress 4.0 x4 改叫 PCIe Gen4x4。

除了 AIC,PCI-Eexpress 接口还有两个小弟,分别是 M.2 M-key 和 U.2。

M.2 接口

M.2 接口是当下最为流行的接口,其前身为 NGFF(Next Generation Form Factor),目的是取代 mini PCI-E 和 mSATA 接口。但该接口稍微复杂,简单来说 M.2 有 B-key 和 M-key 和 BM-Key 三种规格。

从外观看就是插槽内隔断的不同,B-Key 支持 AHCI 协议,也就是走的 SATA 通道,M-Key 支持 NVMe 协议,走的是 PCI-Eexpress 通道。而 BM-Key 理论上同时兼容这两种协议,甚至还有 USB,例如 M.2 接口的无线网卡,Wi-Fi 功能走的是 PCI-Eexpress 通道,而蓝牙和 LTE 功能走的是 USB 通道。

同规格的 M.2 接口和 AIC 接口相比仅是外观不同,通过 AIC 转接卡老主板也可用上 M.2 Nvme 固态硬盘。而 2230、2242、2260、2280、22110 这些数字其实是固态硬盘的 PCB 长度和宽度,市场主流规格为 2280,22110 规格则多用于高端主板或者服务器。

U.2 接口

U.2 接口的固态硬盘比较少见,基本用于服务器中,但也可以通过转接卡或转接线在普通 PC 上使用。

外观看 U.2 接口与 SATA 很相像,而且硬盘尺寸通常也为 2.5 寸,但金手指中部有凸起并额外多了一些触点,而且走的也是 PCI-E 通道,理论来说和 M.2、标准 PCI-Eexpress 接口仅仅是外观的不同。

二十年弹指一瞬,固态硬盘接口终于在 SATA 和 M.2 完成了形式上的统一。随着 AMD 发布了最新的锐龙处理器,一大波 PCIe 5.0 固态硬盘即将到来,速度相比主流的 PCIe 4.0 将再次实现翻倍的超越。

当然,无论是 PCIe 3.0 还是 4.0,还是即将到来的 5.0,M.2 接口在未来相当长的时期仍将是承载它们的主力接口,而 SATA 终有一天会消失在历史长河之中。

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