常用硬盘接口IDE、SATA、mSATA、M.2SATA、M.2PCIE NVMe讲解

龙飞电脑工作室 · 发表于 2025-3-2 16:13:50

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机械盘接口及SATA总线通道

1. IDE接口（ATA同IDE）

一般的计算机，很老的硬盘接口都是IDE，现在市场已经不使用此接口，IDE出现的比较早。以前，很多硬盘都是IDE接口的；而现在，市场上几乎没有IDE接口的硬盘了。

优点：该接口的硬盘价格低廉、兼容性强、性价比高。

缺点：数据传输速度慢、线缆长度过短、连接设备少、不支持热插拔、接口速度的可升级性差。
SATA总线通道：

SATA是Serial ATA的缩写，即串行ATA。它是一种电脑总线，主要功能是用作主板和大量存储设备（如硬盘及光盘驱动器）之间的数据传输之用。

SATA已经完全取代旧式PATA（Parallel ATA或旧称IDE）接口的旧式硬盘，因采用串行方式传输数据而得名。

SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。

Serial ATA的起点更高、发展潜力更大，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/sec，这比目前最快的并行ATA(即ATA/133)所能达到133MB/sec的最高数据传输率还高，而在已经发布的Serial ATA 2.0的数据传输率将达到300MB/sec，最终Serial ATA 3.0将实现600MB/sec的最高数据传输率。

SATA 3.0最大的改进之处，就是将总线最大传输带宽提升到6Gbps。实际传输速度大约600MB/S（理论为6Gbps/8=768MB/S)

2.SATA接口

Serial ATA-串行ATA技术，速度更快，SATA不依赖系统总线的带宽，而是内置时钟频率，支持热插拔。现在市场上大部分机械硬盘接口几乎都是SATA。

虽然SATA具备了热插拔的规范，但连接缆线多是设计给内接式硬盘使用，最大插拔次数仅约200次，超过此插拔数目，缆线接头便会劣化，甚至有可能造成硬盘的损坏。

IDE、SATA都是ATA接口。

SATA已经完全取代旧式PATA（Parallel ATA或旧称IDE）接口的旧式硬盘。

注意：SATA与并行ATA的不同

并行ATA数据线由80根线组成，非常宽；SATA数据线仅有7根弦，较窄，不会影响机箱内部散热风流。

并行ATA数据线最远传输距离为12英寸，过长会造成信号的衰减；SATA数据线最远传输距离可达1米，更有利于机箱内部走线，保障系统散热。

02

固态盘接口及PCIE总线通道

1.mSATA接口

该接口是主要是用在笔记本上：比如商务本，超极本，主流笔记本等。现在主流笔记本接口SATA接口的SATA3版本。

mSATA固态硬盘是基于mini-SATA接口协议的固态硬盘产品，传输速度支持1.5Gbps、3Gbps、6Gbps三种模式。其小巧的尺寸和轻薄的重量被广泛应用于便携式电脑机相关产品中，得到行业的一致好评。

2.M.2接口

2.1、M.2 SATA协议

M.2接口，是Intel推出的一种替代MSATA新的接口规范。

与MSATA相比，M.2主要有两个方面的优势。

第一是速度方面的优势。M.2接口有两种类型：Socket 2（B key——ngff）和Socket 3（M key——nvme），其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口，而如果采用PCI-E ×2接口标准，最大的读取速度可以达到700MB/s，写入也能达到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4接口，理论带宽可达4GB/s。

一种是金手指有两个缺口的Socket 2跟金手指只有一个缺口的Socket 3

第二个是体积方面的优势。虽然，MSATA的固态硬盘体积已经足够小了，但相比M.2接口的固态硬盘，MSATA仍然没有任何优势可言。M.2标准的SSD同mSATA一样可以进行单面NAND闪存颗粒的布置，也可以进行双面布置，其中单面布置的总厚度仅有2.75mm，而双面布置的厚度也仅为3.85mm。

M.2（Socket 2）的固态可以走SATA3或者PCI-E 3.0×2通道(就是两条PCI-E)，而M.2（Socket 3）的固态则可以走PCI-E 3.0×4通道。
M.2接口是为超极本（Ultrabook）量身定做的新一代接口标准，以取代原来的mSATA接口。无论是更小巧的规格尺寸，还是更高的传输性能，M.2都远胜于mSATA。

PCIe总线通道

PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准。

PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，主要支持主动电源管理，错误报告，端对端的可靠性传输，热插拔以及服务质量(QOS)等功能。

SATA硬盘在执行数据计算过程中数据是通过SATA串行总线传输。而PCI-E硬盘通过PCIE总线传输，所以做到了更大的数据传输和最大的数据传输量。

PCIe与SATA3总线通道区别

PCI-E和SATA3简单说就是数据走的“路”，PCI-E就像是特别宽大的路，数据可以走的特别快，而SATA3与之相比更像是一条小路，数据走的慢。

总线标准就是SATA和PCIE这两个

NVME和AHCI就是数据走在这个路上的标准，数据在哪条路上传输，就需要遵循哪条路上的协议规范。

NVMe是硬盘新的传输标准

NVM Express（NVMe），或称非易失性内存主机控制器接口规范(Non-Volatile Memory express),是一个逻辑设备接口规范。

他是与AHCI类似的、基于设备逻辑接口的总线传输协议规范（相当于通讯协议中的应用层），用于访问通过PCI-Express（PCIe）总线附加的非易失性内存介质，虽然理论上不一定要求 PCIe 总线协议。

AHCI是硬盘的传输标准

高级主机控制器接口（英文：Advanced Host Controller Interface，缩写：AHCI），是一种由英特尔制定的技术标准，它允许软件与SATA存储设备沟通的硬件机制。

AHCI，全称为Serial ATA Advanced Host Controller Interface（串行ATA高级主控接口），AHCI描述了一种PCI类设备，它的主要作用是在系统内存和串行ATA设备之间扮演一种接口的角色，而且它在不同的操作系统和硬件中是通用的。

2.2、M.2 PCIE NVMe协议

PCIE固态硬盘就是遵循PCIE协议，需要在支持PCIE设备的插槽或者接口上安装的设备。

硬盘接口，SATA接口、M.2 NVMe协议接口、M.2 SATA协议接口、mSATA协议接口。

如下图所示：
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