硬件百科:為何NVMe SSD性能遠超SATA

熟悉固態硬盤的朋友都知道，有一個非常容易分辨固態硬盤性能好壞的方法，便是看產品形態和接口，而實際上影響硬盤性能的因素有很多，包括主控、內存顆粒堆疊技術、通道類型等等。不過對於消費者來說，比較容易混淆的是接口、總線和協議之間的關系。鑒於這些接口、協議和總線的知識太多龐雜，我們今天僅簡單暢聊，為何基於NVMe傳輸協議的SSD，性能遠超SATA接口。

實際上，目前主流SSD有兩種接口，一種是我們比較熟悉的SATA接口，另一種則是M.2接口。在這裡，會產生一個誤區，即很多用戶普遍認為M.2接口SSD的速度要比SATA接口的快，其實這樣的結論是不全面的。

常規SATA接口

首先，接口的不同隻是決定瞭傳輸速度的上限，比如目前主流的SATA接口都為SATA3.0規格，理論傳輸帶寬為6Gbps，而實際上SATA3.0硬盤的實際傳輸速度最高為600MB/s左右。而M.2接口的速度取決於該接口所使用的通道類型，很多入門級主板的M.2接口使用的依然是SATA通道，因此雖然連接瞭M.2接口的硬盤，但在速度表現上與普通的SATA接口硬盤並無二致。

其次，目前大多數M.2接口均會使用PCI-E通道，根據規格還可以分為PCI-Ex2和PCI-Ex4等，其中PCI-Ex2的理論傳輸速度約為1600MB/s，而PCI-Ex4的理論傳輸速率可達4000MB/s，甚至目前更先進的基於PCIe4.0協議 x4通道下理論傳輸性能達到8GB/s。

基於NVMe協議的PCIe接口

最後，決定M.2磁盤是否支持PCI-E通道，其實是和傳輸協議有關。目前主流的傳輸協議有兩種，一種是沿用瞭多年的AHCI，另一種是伴隨著M.2接口而誕生的NVMe。目前可以支持AHCI協議的設備非常廣泛，對磁盤的性能也有一定程度的提升，但缺點是該協議依然是基於SATA通道，並且存在一定的延遲。而NVMe則是基於PCI-E通道，速度更快，延遲更低。

所以，到這裡我們就能回到那個問題，為何基於NVMe協議的SSD性能遠超SATA瞭，是源於傳統的SATA通道需要將數據放入內存，CPU從內存中調取數據進行運算，並將運算結果輸出至內存，再由內存寫入給硬盤。而基於NVMe傳輸協議的SSD，利用PCI-E通道的優勢，直接將數據由CPU讀取並輸出結果，因此大幅提升瞭數據的讀寫效率，在體驗上自然有著不一樣的感受。