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电脑、服务器硬盘(SSD、HDD以及硬盘协议、接口类型)介绍_固态硬盘接口类型为scsi

以下是HD(机械硬盘)和SSD(固态硬盘)‌

  • HDD‌:采用机械结构,内部包含旋转的磁盘和磁头,通过磁性记录数据。数据读写依赖磁头在盘片上的物理移动,类似留声机的工作原理。‌12

  • SSD‌:基于闪存芯片(如NAND闪存),无机械部件,通过电子信号读写数据,类似大容量U盘。‌

单说硬盘,硬盘支持的协议常见的为SATA协议和NVME协议

  • NVMe(Non-Volatile Memory Express)
    是一种‌存储协议,专为固态硬盘(SSD)设计,用于优化主机与存储设备之间的数据传输效率。它通过并行队列(如64K命令队列)和低延迟指令,充分发挥SSD的并发性能,取代传统的AHCI协议。

  • 两者互补:

  • PCIe 是 “物理高速公路”,定义了设备与主板的连接方式和传输能力;
  • NVMe 是 “高速路上的智能交通规则”,专门针对 SSD 优化,让其能充分利用 PCIe 的高速带宽,实现更快的存储响应。
  • 性能与特性差异

  • 带宽与速率

    • PCIe 协议:定义了物理层的传输速率,如 PCIe 3.0 单通道速率为 8Gbps,PCIe 4.0 为 16Gbps,多通道(如 x4、x8)可叠加带宽(例如 PCIe 4.0 x4 总带宽为 64Gbps)。
    • NVMe 协议:不直接定义带宽,而是通过优化命令处理提升效率。例如,NVMe 支持 64000 个并行命令队列(传统 SATA 仅 1 个),能充分利用 PCIe 的高带宽,让 SSD 的性能(如顺序读写速度)接近 PCIe 的理论上限。
  • 延迟

    • PCIe 协议:通过串行传输、点到点连接减少了传统并行总线的延迟,但延迟优化主要针对物理链路。
    • NVMe 协议:通过简化命令集(相比 SATA 的 AHCI 协议)、减少 CPU 干预(如中断合并),显著降低存储操作的软件延迟。例如,NVMe SSD 的访问延迟可低至几十微秒,而 SATA SSD 通常在几百微秒。
  • 并行性

    • PCIe 协议:支持多设备并行传输,但需通过带宽分配机制协调。
    • NVMe 协议:天生适配 SSD 的多 NAND 闪存通道和多核 CPU 架构,允许同时处理大量读写命令,适合高 IOPS(每秒输入输出操作数)场景(如数据库、虚拟化)。

固态硬盘接口类型

SSD接口大致分4种:SATA接口、mSATA接口、M.2接口(Next GenerationForm Factor(NGFF)原名NGFF)、PCI-E接口。

SATA3.0接口

  • 接口形状:SATA 3.0 的数据接口和电源接口都是扁平状的。其中数据接口为 7 针,呈窄长形;电源接口则相对更宽一些,通常为 15 针。
  • 2、M.2接口的SSD两种协议怎么选择
  • M.2接口有三种类型,也就是M-Key、B&M-Key及B-Key,M-Key接口支持PCI-E x4通道,拥有高达32Gbps的带宽;而B-Key接口则主要支持SATA和PCI-Ex2通道。
  • PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)
    是一种‌物理接口与总线协议‌(注意PCIe是协议不是物理接口),用于硬件设备(如显卡、网卡、SSD)与主板的连接(是主板上的固有的硬件),提供高速数据传输通道。其性能由版本(如PCIe 4.0、5.0)和通道数(如x4、x8)决定,例如PCIe 4.0 x4的带宽可达8 GB/s。

  • 比如显卡就需要插在PCI Express 的接口上,无线网卡也可以插在PCI Express插槽上(简称为PCIe插槽)

  • 像图上这些都是PCIe插槽(支持PCI Express扩展的插槽),但可能通道数(体现在卡槽长短比如X1或者X16)

这个图片上是固态硬盘的位置,使用的是PCIe协议,M.2的物理接口

机械硬盘接口类型

常见的为SATA2.0 、3.0(常见为3.5寸)和USB3.0、USB2.0接口(常见为2.5寸但需要配套的线,可以直接连接电脑的usb口)

SAS机械硬盘

SAS(Serial Attached SCSI)‌接口采用串行技术,支持双端口连接,具备更高的传输速度和更好的容错能力。SAS接口可以向下兼容SATA硬盘,但SATA接口无法兼容SAS硬盘。‌

传输速度

SAS硬盘‌的传输速度通常可达12Gbps甚至更高,适合需要高速数据传输的企业级应用。‌‌SATA硬盘‌的最新标准SATA 3.0支持的最大传输速率为6Gbps,适合一般消费级市场和个人电脑用户。‌

成本‌‌

SAS硬盘‌价格较高,主要因其高性能和高可靠性,适合企业用户。‌

SATA硬盘‌成本较低,适合预算有限或对性能要求不高的用户。