關注過ssd固態(tài)硬盤的朋友應該都知道，現(xiàn)在的固態(tài)硬盤分為PCI-E與SATA兩種類型，一般來說，PCI-E的速度要比SATA快很多，同時價格也更高。那么作為一名普通用戶來說，我們到底是選擇速度更快的PCI-E還是性價比更高的SATA固態(tài)硬盤呢？PCI-E和SATA的區(qū)別是什么？
一、PCI-E和SATA的區(qū)別
為什么說PCI-E的速度比SATA快呢？我們先來了解一下兩種接口硬盤的工作原理：在傳統(tǒng)SATA硬盤中，當我們進行數(shù)據(jù)操作時，數(shù)據(jù)會先從硬盤讀取到內存，再將數(shù)據(jù)提取至CPU內部進行計算，計算后寫入內存，存儲至硬盤中；而PCI-E就不一樣了，數(shù)據(jù)直接通過總線與CPU直連，接近最大的傳輸速度，最大的數(shù)據(jù)量，省去了內存調用硬盤的過程。簡單的說，我們可以把兩種通道理解成兩輛相同的汽車，PCI-E通道的汽車就像是在高速上行駛，而SATA通道的汽車就像是在崎嶇山路上行駛，你說哪個速度快？
從上圖中我們可以看到，目前主流的SATA 3.0通道的最大傳輸速度為6Gbps，實際速度最大為560MB/s，SATA通道已經(jīng)無法滿足固態(tài)硬盤日益增長的讀寫速度，所以PCI-E固態(tài)硬盤應運而生。
二、M.2接口的固態(tài)硬盤不一定走的是PCI-E通道
這里有人可能就會產(chǎn)生疑問“為什么我的固態(tài)硬盤是M.2接口的，但是速度并不快呢？”M.2最初叫做NGFF，全名是Next Generation Form Factor。這個接口很特殊，同時支持SATA和PCI-E兩個通道，很容易讓人誤解。其實并不是所有的M.2固態(tài)硬盤讀寫速度都很快，如果是采用SATA通道的M.2接口固態(tài)硬盤，讀寫速度不會超過550MB/s。還要注意的是，主板廠商的M.2接口有的選擇了CPU原生的PCI-E通道，有的是通過PCH南橋擴展出來的，這可能對固態(tài)硬盤的速度產(chǎn)生影響。
三、AHCI與NVMe協(xié)議介紹
接下來我們看看固態(tài)硬盤的協(xié)議。就好像IDE總要走到頭，AHCI似乎也出現(xiàn)了瓶頸?，F(xiàn)在所用的SATA接口與AHCI標準其實是為高延時的機械硬盤而設計的，目前主流固態(tài)硬盤依然繼續(xù)使用它們，早期固態(tài)硬盤性能不高時可能還不覺得有什么問題，但是隨著固態(tài)硬盤的性能逐漸增強，這些標準已經(jīng)成為限制固態(tài)硬盤的一大瓶頸，專為機械硬盤而設計的AHCI標準并不太適合低延時的固態(tài)硬盤。
NVMe的一大優(yōu)勢就是低延遲。這主要是因為流線型的存儲堆棧，NVMe無需讀取寄存器就可以發(fā)出命令。AHCI的每個命令都需要讀取4個不可緩存寄存器，從而導致大約2.5μs的額外延遲。低延時和良好的并行性的優(yōu)勢就是可以讓SSD的隨機性能得到大幅度提升，在任何隊列深度下都能發(fā)揮出極佳的速度。
NVMe對固態(tài)硬盤的IOPS性能提升也比較大。因為在制定AHCI規(guī)范時，并行性的想法沒有完全加入到規(guī)范內，利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優(yōu)化，但是接口并不允許SSD真正最大限度地發(fā)揮其應有的并行性。此外，對于移動設備用戶來言，使用NVMe存儲設備可以對電池續(xù)行起到很大幫助。NVMe加入了自動功耗狀態(tài)切換和動態(tài)能耗管理功能，設備從能耗狀態(tài)0閑置50ms后可以迅速切換到能耗狀態(tài)1，在500ms閑置后又會進入能耗更低的狀態(tài)2。雖然切換能耗狀態(tài)會產(chǎn)生短暫延遲，但閑置時這兩種狀態(tài)下的功耗可以控制在非常低的水平，因此在能耗管理上，相比起主流的SATA接口固態(tài)硬盤也擁有較大優(yōu)勢。
四、SATA固態(tài)硬盤和PCI-E固態(tài)硬盤速度對比
兩者的AS SSD跑分速度差距明顯，無論是連續(xù)讀寫、還是4K測試，PCI-E固態(tài)硬盤都遠遠領先SATA固態(tài)硬盤，綜合得分PCI-E固態(tài)硬盤高出SATA固態(tài)硬盤三倍有余。
講到這里估計有些用戶可能會懵逼，一會協(xié)議，一會接口的，下面我們用圖表來總結一些這些接口和協(xié)議之間的關系
五、SSD PCI-E與SATA ssd選購建議
看到這你可能會發(fā)現(xiàn)PCI-E有很多好處，但并不是每個人都適合購買。因為PCI-E SSD閃存顆粒和主控的原因，PCI-E的SSD價格都非常昂貴。比如512GB SATA協(xié)議的SSD價格在800元左右，而同樣容量的PCI-E協(xié)議的SSD售價卻高達2000元。并且于PCI-E會占用總線通道，入門以及中端平臺CPU通道數(shù)較少，都不太適合添加PCI-E固態(tài)硬盤，只有Z270，或者X99這樣的旗艦級平臺，才能充分發(fā)揮PCI-E固態(tài)硬盤的性能。
總結：SSD PCI-E與SATA哪個好？
單說性能的話，PCI-E的固態(tài)硬盤肯定比SATA好了，但是價格是制約用戶選擇高性能配件的重要原因。簡單的說就是有錢就上PCI-E，沒錢用SATA也就可以，好歹是SSD，總比機械硬盤要快很多。最后需要注意的是，如果你確定要用PCI-E，那么請擦亮雙眼，不要買到假PCI-E的SSD（請參考文中第二點）
一、PCI-E和SATA的區(qū)別
為什么說PCI-E的速度比SATA快呢？我們先來了解一下兩種接口硬盤的工作原理：在傳統(tǒng)SATA硬盤中，當我們進行數(shù)據(jù)操作時，數(shù)據(jù)會先從硬盤讀取到內存，再將數(shù)據(jù)提取至CPU內部進行計算，計算后寫入內存，存儲至硬盤中；而PCI-E就不一樣了，數(shù)據(jù)直接通過總線與CPU直連，接近最大的傳輸速度，最大的數(shù)據(jù)量，省去了內存調用硬盤的過程。簡單的說，我們可以把兩種通道理解成兩輛相同的汽車，PCI-E通道的汽車就像是在高速上行駛，而SATA通道的汽車就像是在崎嶇山路上行駛，你說哪個速度快？
SATA和PCI-E接口的速度區(qū)別
從上圖中我們可以看到，目前主流的SATA 3.0通道的最大傳輸速度為6Gbps，實際速度最大為560MB/s，SATA通道已經(jīng)無法滿足固態(tài)硬盤日益增長的讀寫速度，所以PCI-E固態(tài)硬盤應運而生。
二、M.2接口的固態(tài)硬盤不一定走的是PCI-E通道
這里有人可能就會產(chǎn)生疑問“為什么我的固態(tài)硬盤是M.2接口的，但是速度并不快呢？”M.2最初叫做NGFF，全名是Next Generation Form Factor。這個接口很特殊，同時支持SATA和PCI-E兩個通道，很容易讓人誤解。其實并不是所有的M.2固態(tài)硬盤讀寫速度都很快，如果是采用SATA通道的M.2接口固態(tài)硬盤，讀寫速度不會超過550MB/s。還要注意的是，主板廠商的M.2接口有的選擇了CPU原生的PCI-E通道，有的是通過PCH南橋擴展出來的，這可能對固態(tài)硬盤的速度產(chǎn)生影響。
三、AHCI與NVMe協(xié)議介紹
接下來我們看看固態(tài)硬盤的協(xié)議。就好像IDE總要走到頭，AHCI似乎也出現(xiàn)了瓶頸?，F(xiàn)在所用的SATA接口與AHCI標準其實是為高延時的機械硬盤而設計的，目前主流固態(tài)硬盤依然繼續(xù)使用它們，早期固態(tài)硬盤性能不高時可能還不覺得有什么問題，但是隨著固態(tài)硬盤的性能逐漸增強，這些標準已經(jīng)成為限制固態(tài)硬盤的一大瓶頸，專為機械硬盤而設計的AHCI標準并不太適合低延時的固態(tài)硬盤。
NVMe的一大優(yōu)勢就是低延遲。這主要是因為流線型的存儲堆棧，NVMe無需讀取寄存器就可以發(fā)出命令。AHCI的每個命令都需要讀取4個不可緩存寄存器，從而導致大約2.5μs的額外延遲。低延時和良好的并行性的優(yōu)勢就是可以讓SSD的隨機性能得到大幅度提升，在任何隊列深度下都能發(fā)揮出極佳的速度。
NVMe對固態(tài)硬盤的IOPS性能提升也比較大。因為在制定AHCI規(guī)范時，并行性的想法沒有完全加入到規(guī)范內，利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優(yōu)化，但是接口并不允許SSD真正最大限度地發(fā)揮其應有的并行性。此外，對于移動設備用戶來言，使用NVMe存儲設備可以對電池續(xù)行起到很大幫助。NVMe加入了自動功耗狀態(tài)切換和動態(tài)能耗管理功能，設備從能耗狀態(tài)0閑置50ms后可以迅速切換到能耗狀態(tài)1，在500ms閑置后又會進入能耗更低的狀態(tài)2。雖然切換能耗狀態(tài)會產(chǎn)生短暫延遲，但閑置時這兩種狀態(tài)下的功耗可以控制在非常低的水平，因此在能耗管理上，相比起主流的SATA接口固態(tài)硬盤也擁有較大優(yōu)勢。
四、SATA固態(tài)硬盤和PCI-E固態(tài)硬盤速度對比
左圖為SATA固態(tài)硬盤，右圖為PCI-E固態(tài)硬盤
兩者的AS SSD跑分速度差距明顯，無論是連續(xù)讀寫、還是4K測試，PCI-E固態(tài)硬盤都遠遠領先SATA固態(tài)硬盤，綜合得分PCI-E固態(tài)硬盤高出SATA固態(tài)硬盤三倍有余。
講到這里估計有些用戶可能會懵逼，一會協(xié)議，一會接口的，下面我們用圖表來總結一些這些接口和協(xié)議之間的關系
不同接口固態(tài)硬盤協(xié)議
五、SSD PCI-E與SATA ssd選購建議
看到這你可能會發(fā)現(xiàn)PCI-E有很多好處，但并不是每個人都適合購買。因為PCI-E SSD閃存顆粒和主控的原因，PCI-E的SSD價格都非常昂貴。比如512GB SATA協(xié)議的SSD價格在800元左右，而同樣容量的PCI-E協(xié)議的SSD售價卻高達2000元。并且于PCI-E會占用總線通道，入門以及中端平臺CPU通道數(shù)較少，都不太適合添加PCI-E固態(tài)硬盤，只有Z270，或者X99這樣的旗艦級平臺，才能充分發(fā)揮PCI-E固態(tài)硬盤的性能。
總結：SSD PCI-E與SATA哪個好？
單說性能的話，PCI-E的固態(tài)硬盤肯定比SATA好了，但是價格是制約用戶選擇高性能配件的重要原因。簡單的說就是有錢就上PCI-E，沒錢用SATA也就可以，好歹是SSD，總比機械硬盤要快很多。最后需要注意的是，如果你確定要用PCI-E，那么請擦亮雙眼，不要買到假PCI-E的SSD（請參考文中第二點）
