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数字存储完全指南:固态硬盘的参数解读与实际性能

频道:行业资讯 日期: 浏览:1540

固态硬盘的参数解读在介绍各个参数之前,我想先推荐一个比较好用的查看硬盘信息(机械硬盘和固态硬盘都可以,比较好用)的软件给大家—— CrystalDiskInfo,看名字大家都应该能猜到它是和 CrystalDiskMark 同出的软件,完美继承了它家软件的特点:界面简单,功能简洁好用,有二次元皮肤。

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可以看到无论是固态硬盘还是之前介绍的机械硬盘,它都能读取到比较详细的信息,基本可以覆盖我们下面要介绍到的参数了。固态硬盘的尺寸不同于机械硬盘基本上快大一统成 SATA 接口,只有少部分企业级在用一些特殊的接口,固态硬盘在接口方面可谓是群魔乱舞,不同接口对应的协议和最终的速度也是各不相同。不过等到固态硬盘发展到像机械硬盘那么成熟之后,这个现象也会逐渐消失,比如现在 M.2接口就逐渐成为固态硬盘接口的主流,估计以后能像 Type-C 那样统一固态硬盘领域。目前固态硬盘的尺寸也像接口那样五花八门。为了跟之前的硬盘位硬盘架通用,早前固态硬盘通常会设计成跟2.5寸硬盘一样大,用的也是 SATA 接口。

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使用 SATA 接口的固态硬盘大部分被设计成机械硬盘通用尺寸和接口。如果你手边刚好有一个 SATA 固态硬盘,我非常鼓励你试一下把它拆开来,大部分固态硬盘的外壳都没有螺丝,直接用卡扣固定,拆下来之后你就会发现,其实真正储存和电路部分只有一小块,剩下的都是空的:

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甚至有些商家还会给空空的地方贴一些海绵或者配重块,来让整块固态硬盘手感好一点。外壳纯粹就是为了兼容笔记本或者台式机里2.5寸硬盘位。因为 SATA 接口和走 SATA/AHCI 协议的接口速度上限被限定在700MB/S 左右,所以新的固态硬盘都会选择使用 M.2接口或者直接插 PCIe 槽。

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我们在购买 NVMe 固态硬盘或者把它们装到电脑主板上时,通常都会看到类似于22XX 4个数字的参数,这个就表示固态硬盘的尺寸。22=22mm,也就是固态硬盘宽度是2.2厘米的意思,后面两个数字就是固态硬盘的长度,通常会有20,42,60,80等长度,以毫米为单位。我们购买的时候一定要先看看自己设备上 M.2接口预留出了多少空间,免得太长放不进去。

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至于2230长度的固态硬盘估计大部分人都没见过,在早前比较常用,如果你现在在笔记本或者其他地方找到这个接口,大部分时候其实是给 WiFi 模块用。在有些设备上还会使用 mSATA 固态硬盘,虽然它的缺口和 NVMe 固态硬盘一样,但是宽度比较宽,所以接口是不通用的。

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事情

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硬盘

固态硬盘的全面普及最早是在笔记本上,之前笔记本放机械硬盘的做法是把 SATA 接口焊在主板上,然后在主板上留一个2.5寸机械硬盘那么大小的位置。但固态硬盘本身只有很小的一个,也不需要机械硬盘那么高的供电,没有必要用 SATA 这个电源部分就占了一半的接口,跟没有必要留2.5寸机械硬盘那么大的位置,加上那个时候超极本超薄本等轻薄设备的概念兴起,所以主板厂商就设计出了 mSATA 接口。

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它和我们现在见到的 M.2接口已经非常相似了,不过仍然是走的 SATA 协议和总线,你可以把它理解为 SATA 接口的迷你版,毕竟 mSATA 就是 mini SATA 的缩写,这个时候厂商终于可以把固态做到合适的大小。不过到现在这个接口基本上已经没有什么笔记本在使用,都用上了更新的 M.2接口,如果新笔记本里面还有这个接口,通常上面插的都是无线网卡而不是固态硬盘。倒是很多移动固态硬盘内部还在使用 mSATA 接口转 USB,毕竟大部分人对于移动硬盘的速度需求并不高,能超越 SATA 速率的 USB3.2/USB4也还没有普及,厂商没必要用上对硬件要求更高的协议和接口。

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随着固态硬盘的速度越来越高,这两个接口已经远远无法满足日益加快的固态硬盘,所以厂商必须设计一个专门用于固态硬盘,并且可以直接与速度最快的 PCIe 总线交流的接口。

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M.2(NGFF)/PCIe 接口固态硬盘专门用于固态硬盘,并且可以与速度最快的 PCIe 总线交流的接口,说的就是我们今天常见的 M.2接口了。M.2是我们比较常听说的名字,但它其实叫做 NGFF(Next Generation Form Factor),翻译成中文就是次世代接口,后来被改名叫 M.2,可能是觉得这个接口不可能一直次世代吧。2就是第二代的意思,M则是我们下面提到的 M.KEY,表明接口的形状,中间用点隔开表示它们俩是不同的参数。M.2接口作为现在和未来的主流接口,自然有向后兼容,既可以使用 SATA 协议也可以使用 NVMe 协议,由于支持协议众多并且接口复杂,M.2接口通过接口上的缺口来确定协议类型,由于不同缺口像钥匙那样,所以叫做 KEY,M.2接口有从 ABCDEFGHJKLM 这么多种 KEY,KEY 对不上是插不进去对应接口的(真就钥匙呗……)。不过倒不用担心太过复杂,因为我们日常只能看到两种:M KEY 和 B KEY。

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如果我们观察自己的 NVMe 固态硬盘,会发现口都在右边,这个就是 M Key,如果凹槽右边有对应的突出就可以插塞进去,通常它们就是使用 NVMe 协议走 PCIe 总线。而 B KEY 的缺口则是在左边,塞进对应的凹槽之后通常只能走 SATA 总线。另外还有同时有两个缺口的固态硬盘,这种就是 B&M KEY,既可以走 SATA 总线也可以走 PCIe 总线。不过一般来讲这种类型都是 SATA 或者 PCIe*2居多,速度上限不高。

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主板上的位置寸土寸金,所以一般我们现在看到的主板只会保留 M KEY 的 M.2接口。大家购买固态硬盘的时候也要认清是哪种 KEY,如果是新设备建议只购买 M KEY 的固态硬盘,免得到时候塞不进去或者塞进去却只能走 SATA 总线。A/E KEY 就是我们上面提到2230这种无线网卡比较常用的 M.2接口所用的 KEY 类型

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NVMe 协议中的 NVM 其实就是我们之前提到的非易失性储存器英文,整个名字可以简单理解为非易失性储存器控制协议。既然 M.2接口的高速固态硬盘使用的是 NVMe 协议走 PCIe 总线,有些厂商干脆就把固态硬盘做成 PCIe 接口,插到 PCIe 插槽插使用。这就是 PCIe 固态硬盘,用的一般也是 NVMe 协议。

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其它接口:SAS/AIC/U.2接口上面介绍的都是我们日常比较常见的一些固态硬盘接口类型,下面简单介绍一下比较少见的接口,这些接口一般都是企业级或者服务器使用比较多,如果我们使用服务器主板的话,还是有机会看见的。SAS 和 U.2这些都是 SATA 接口改过来的接口,目的就是为了兼容 SATA 硬盘的同时能够用上其他协议总线。比如 SAS 就可以有服务器常见的 SCSI 总线,U.2可以用 NVMe 协议走 PCIe 总线。

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SATA 硬盘可以插到 SAS 和 U.2接口上,反过来 SAS 硬盘和 U.2硬盘则不能插到 SATA 接口上。AIC 就是 PCIe Add in Card 的意思,其实就和 PCIe 固态差不多,也可以直接插在 PCIe 接口上使用,主要是因为服务器上有很多设备都比较老,用不了其他接口,插PCIe 是最直接的。

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接口兼容性与速度上限接下来我通过实际的例子来说一下不同接口的固态硬盘的速度上限,首先 SATA 这类接口就不用说了,加上损耗最高600MB/S。接下来你再看你设备上的 M.2接口,如果是 B KEY,还要在看主板说明书。如果主板说明书上没有写明这个接口支持 PCIe2总线,那么无论你买啥,只要能塞进去,最高速度都不超过600MB/S。如果主板说明书上写明这个接口支持 PCIex2总线,那么就要购买同样支持 PCIex2的 B KEY/B&M KEY 的固态硬盘,插上去之后最高速度大概能来到1GB/S 左右。

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固态硬盘的颗粒与主控虽然固态硬盘使用的接口协议总线决定了读写速度的上限,但固态硬盘实际能跑多快,还是要看颗粒的质量还有主控算法。SLC/MLC/TLC/QLC 颗粒这几个名词算是我们购买固态硬盘,或者看其他人评测时最常提到的参数了,如果是后两个颗粒,通常还伴随着对厂家的鄙视。但实际上它们都是什么呢?

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总结到这里,我用两章的篇幅给大家非常全面地介绍了固态硬盘的原理,结构还有参数,还给大家对比了一下机械硬盘和固态硬盘的优缺点,同时针对不同受众和情景做了推荐。可以说看到这里的你,已经比绝大部分人都要更加了解固态硬盘这个领域了。

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