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昨天听到了一位实习生A与同事B的对话——
; f3 W, i4 d5 A& s8 D; uA(手里拿着一块U2盘):这是2.5寸盘吗?B(踌躇了半天):是2.5寸NVMe盘,和2.5寸SSD有区别。
3 H; s$ x; f; T/ h1 f$ uA:NVMe盘不是SSD吗?B:也算是SSD,只不过2.5寸SSD是SATA协议,NVMe盘是PCIE协议。
7 J, \: L0 X% ?7 f" Z4 {/ xB的回答,不能说有多大的错误,只是不够准确,语义模糊,对硬盘不了解的人很容易被绕迷糊。本着严谨的态度,我们就来说说硬盘这几个极易混淆的概念。
7 q" F& z% S; _一、硬盘的接口、协议和总线分别是什么?我们必须要先搞清楚几个概念。
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1、硬盘的接口释义:硬盘与硬盘线、硬盘背板、转接卡之间用于物理连接的连接器。这个连接器的形状、材质、电气性能、每针引脚信号的定义都有其标准规范。
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常见的接口有:SATA接口、SAS接口、mSATA接口,M.2接口,U.2接口、PCIE接口。
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( R( x+ A% W m9 i' W% ?当然啦,更严谨一点说,每种接口都要分“插口”和“插座”,以M.2举例: 有的存储介质可以直接插在主板上,例如M.2接口的SSD;有的存储介质需要通过硬盘线/硬盘背板转接到主板上,例如SATA接口的SSD/HDD。其实还有一些比较小众或者被淘汰的硬盘类型,如IDE并口硬盘,E1.S接口硬盘,这里就不多做介绍了。
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2、硬盘的协议释义:准确地说,这里指的是硬盘的传输协议,它定义了硬盘与计算机系统的通信方式和传输规则。常见的传输协议有:SATA协议、SAS协议、NVMe协议。SATA协议:是一种高速串行接口协议。这里需要特别说明一下,“SATA”其实是一套完整的接口+物理层+总线的标准规范,它专门的控制协议是AHCI(AHCI是Intel指定的技术标准,它定义了软件与SATA设备之间通信的硬件机制),只不过为了方便记,日常口语我们把SATA设备的协议称为SATA协议。
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SAS协议:是一种点对点的串行SCSI技术,大多数情况下兼容SATA设备(SATA=Serial ATA,本来就是一种串行连接方式),常用于企业级存储,传输速率更快,可靠性更高。NVMe协议:专为高性能闪存存储设计的通信协议,在PCIE总线上运行,是这三种协议里最能发挥SSD性能的。
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3、硬盘的总线释义:总线是计算机系统中连接各个硬件的数据传输通道,那么与硬盘相关的总线就是连接硬盘(及控制器)与CPU、内存等组件的数据传输通道。常见的硬盘总线有SATA总线,SAS总线,PCIE总线,
8 F& x6 s r% ?2 v6 n) ?* Q我们找个实际的产品,如下面的长城M.2 SSD,虽然都是M.2接口,但一个通过PCIE总线直连到CPU上,另一个通过SATA控制器连接到PCH上,再通过PCH与CPU通信。 在实际选型时,如果你闹不清主板上的M.2接口到底是SATA协议还是NVMe协议,如何选M.2 SSD,那就看下面的图就好了,适用于绝大多数情况——主板的M.2接口上,可以插1个缺口的,必定是NVMe协议,可以插2个缺口的,肯定支持SATA协议,并且多数情况下同时支持NVMe协议。
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二、硬盘接口、协议、总线之间的关系
0 D3 c/ Y* ~: }' z接口:高速公路只让大货和轿车进;城市道路只能走轿车和三轮。
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协议:高速公路规定了,限速80~120km/h,超速罚款;城市道路的规则更多一些,到了路口需要等红绿灯,不许压黄线掉头,临近路口不许压实线变道。
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总线:高速公路是路,城市道路也是路,同样的,国道、乡镇公路、乡村土路也是路。这张图告诉我们: 三、多图流:常见硬盘
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- G! M- p* Q7 s# _' @: t解释几个常见误区
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1、M.2接口一定是NVMe?从上文得知,M.2接口的SSD分为SATA协议的SSD和NVMe协议的SSD,在选用时需要看清主板的M.2接口支持哪种。
6 u3 [# r3 i& }0 E6 m# A& o- k2、NVMe SSD这么多优点,岂不是无敌了?NVMe SSD延迟低、速度快,作为硬盘本身来讲,的确很nice,但是也分使用场景。因为NVMe协议走的是PCIE总线,会占用CPU的PCIE带宽,像PC、工作站、通用服务器这种对带宽需求不高的不太明显,但是对于GPU服务器来说,如果既要支持多卡GPU和网卡,又要很多个NVMe盘,那整系统的PCIE资源就会紧张,要不就增加扩展芯片(增加成本),要不就要在NVMe盘和GPU之间做出取舍。
7 @$ o3 `! Y# A3 L: n5 w3、作为NVMe盘来讲,PCIE代系是越高越好吗?理论上,PCIE5.0 x4的NVMe盘肯定比PCIE4.0 x4的NVMe盘要快,但在实际应用中,也要考虑服务器的PCIE slot或者M.2 slot支持PCIE哪个代系,比如主板的M.2 slot是PCIE3.0的,你买PCIE5.0的M.2 SSD也快不了。
" u2 j7 Y+ y! g4、好多服务器都写着支持“xx个 SATA/SAS硬盘”,所以SATA和SAS是互相兼容的,对吗?SAS插座兼容SATA硬盘(协议和接口都兼容),而SATA接口是不支持SAS硬盘的(下图第一个连接器是SAS插座,第二个连接器是SATA插座,SATA插座中间有个隔断,SAS硬盘插不进去)。5、只要接口能对上,就肯定能用吗?以U.2 SSD和U.3 SSD举例。这俩接口一致,U.3 SSD可以插在U.2插座上,但不一定能用。因为U.3 SSD有SATA、SAS、NVMe三种,而U.2就NVMe一种,你找个U.3 SATA SSD插在U.2插座上是不识别的。
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当然你也可以直接拨打电话13101986181,让我帮你组装电脑,装机!
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