SSD硬盘SATA接口和M.2接口区别（详细）总结

一、简介

目前主流的SSD硬盘都是SATA接口或者M.2接口。本文主要介绍SATA和M.2硬盘的结构，并对两种硬盘从多个方面进行对比阐述。

二、SATA接口详解

SATA（Serial Advanced Technology Attachment）硬盘，又称串行ATA，是串行SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）的孪生兄弟，两者的排线相容，SATA硬盘可接上SAS接口。它是一种电脑总线，主要功能是用作主板和大量储存装置（如硬盘及光驱）之间的数据传输之用。
目前主流SATA 3.0通道，SATA 3.0最大的改进之处，就是提升了最大传输提升到6Gbps，由于理论带宽的限制读写速度在600MB/s。

三、M.2接口详解

M.2接口之前的名字就是我们经常说的NGFF（Next Generation Form Factor）接口，因为sata接口本身传输速度的限制，所以M.2接口应运而生，如PCI-E 3.0x4理论最高带宽为32Gbps，有效带宽上限为4GB/s。
M.2接口有三种类型B Key、M Key和B&M Key，其主要的区别是供电引脚的所在的方向以及引脚的数量，注意B&M Key是兼容B Key和M Key两种接口的通用类型。
B Key和M Key使用的总线和协议区别如下图：
AHCI是SATA串口硬盘对应的协议标准（逻辑设备接口标准），也可将其视为SATA的优化驱动，而NVME则是AHCI的进阶版，它也是一种协议标准，属于针对PCI-E总线SSD定制的一种高速协议，需要注意的是，采用NVME协议的M.2 SSD一定采用了PCI-E 3.0x4总线标准，而采用了PCI-E 3.0x4总线的M.2 SSD不一定支持NVME。

四、SATA接口和M.2接口区别

总线的区别：
一般来说NVME协议的采用M key或B&M key，SATA协议采用B key或B&M key，所以B&M key通用性更强，所以在购买M.2硬盘时如果遇到这种接口，要看清楚硬盘支持的协议和电脑接口支持的协议是否对应。SATA通道由于理论带宽的限制（6Gbps），极限传输速度也只能到600MB/s。NVME协议的理论带宽为10Gbps，传输速度最大可达2000MB/s。

NVMe和AHCI的区别：
这两个是硬盘的传输协议，其中NVME是基于PCI-E的，AHCI主要是基于SATA的，所以对于SSD，如果是SATA接口的（包括m.2 SATA）是都支持AHCI的，对于PCI-E接口的（包括m.2 PCI-E、标准的插卡式PCI-E、U.2），是基本上都支持NVMe的。

M.2接口和SATA区别是：
1、传输速度的差别：SATA3是6Gbps，大概是是600MB/s的传输速度。M.2理论最高带宽为32Gbps，有效带宽上限为4GB/s。
2、价格差别：M.2比SATA3相同容量的SSD价格差异大。
3、协议差别：M.2是卡槽接口协议，Sata3是数据协议。有三个级别，sata1是第一代速度为1.5Gbps，SATA2是的3Gbps的速度，SATA3是6Gbps的速度。

PCI-E比SATA速度快的原因分析：
1、PCI-E是全双工模式
其实从根本上来说，PCI-E比SATA快最大的原因是因为PCI-E为全双工模式，而SATA为半双工模式。
2、PCI-E通道数量更多
PCI-E能通过增加通道数扩展带宽，正如前面说的，最多可以有32条通道数，通道数越多，速度越快，当然，成本也会越高，也更加耗电，在实际中可以根据需求决定使用多少通道，弹性十足，就像我们在主板上可以看到长短不一的PCIe插槽一样，有x1有x4有x16等，可以满足不同设备的要求。
我们首先从PCI-E 3.0x16(PCI-E 3.0的标准总线，同时拥有16通道)插槽讲起，PCI-E 3.0x16插槽全长89mm，拥有164根针脚，分为前后两组，位于前面较短的插槽有22根针脚，主要用于供电，后面一组较长的插槽142根，主要用于数据传输。

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