四種最常見的SSD硬盤的外形、應(yīng)用及未來市場(chǎng)發(fā)展

SSD硬盤有多種外形尺寸可供選擇，某些類型可以支持多種寬度和長(zhǎng)度。當(dāng)今市場(chǎng)上四種最常見的SSD硬盤外形包括2.5英寸SATA硬盤、mSATA硬盤、M.2硬盤，以及PCIe硬盤。

如今，SSD硬盤驅(qū)動(dòng)器提供了不同的好處，從易于改變到增加吞吐量。目前四種流行的硬盤外形主導(dǎo)著市場(chǎng)。

SSD硬盤通常根據(jù)其外形來描述，其外形尺寸指的是硬盤的大小和形狀。但SSD硬盤外形因素可能不僅意味著是硬盤的物理尺寸，還表明硬盤如何連接到計(jì)算機(jī)，以及如何在主板和驅(qū)動(dòng)器之間傳遞數(shù)據(jù)。

SSD硬盤有多種外形尺寸可供選擇，某些類型可以支持多種寬度和長(zhǎng)度。當(dāng)今市場(chǎng)上四種最常見的SSD硬盤外形包括2.5英寸SATA硬盤、mSATA硬盤、M.2硬盤，以及PCIe硬盤。

(1)2.5英寸SATA硬盤外形

2.5英寸SATA硬盤外形尺寸基于串行高級(jí)技術(shù)附件標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是為在計(jì)算機(jī)和硬盤驅(qū)動(dòng)器之間連接和傳輸數(shù)據(jù)而開發(fā)的。SATA標(biāo)準(zhǔn)采用串行信令技術(shù)，不像原有的并行ATA(PATA)標(biāo)準(zhǔn)，它依賴于并行信令。

SATA硬盤可以提供比PATA硬盤快得多的傳輸速率，達(dá)到600MBps，而PATA硬盤只有133 MBps。與PATA硬盤不同的是，SATA硬盤可以支持外部硬盤和熱插拔硬盤。此外，SATA可以使用更薄的電纜，更易于管理，并且能夠改善計(jì)算機(jī)內(nèi)部的氣流，可以安裝更多硬盤。

許多SSD硬盤廠商早期都采用了2.5英寸SATA標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗沟脧腍DD硬盤和SSD硬盤的轉(zhuǎn)換變得更加容易。組織不僅可以逐步采用新的硬盤驅(qū)動(dòng)器，而且2.5英寸的尺寸也使SSD硬盤能夠輕松安裝在筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)硬盤托架中。毫不奇怪，這種形狀因素是所有主要參與者中最常見，并且成本最低的。

2.5英寸SATA驅(qū)動(dòng)器使用SATA電纜連接到計(jì)算機(jī)主板。它還利用高級(jí)主機(jī)控制器接口(AHCI)總線協(xié)議在計(jì)算機(jī)和硬盤驅(qū)動(dòng)器之間傳輸數(shù)據(jù)。該協(xié)議支持高級(jí)SATA功能，例如熱交換和本機(jī)命令排隊(duì)，可優(yōu)化驅(qū)動(dòng)器處理同步數(shù)據(jù)請(qǐng)求的方式。

但是，由于SATA標(biāo)準(zhǔn)是專為HDD硬盤開發(fā)的，因此SATA硬盤驅(qū)動(dòng)器無法充分利用SSD硬盤固有的吞吐量功能。SATA接口連接器的速度最高可達(dá)6Gbps，遠(yuǎn)低于SSD硬盤的全部潛力。

(2)MSATA硬盤

一些供應(yīng)商提供一種名為mSATA硬盤的尺寸更小的SATA SSD硬盤，簡(jiǎn)稱為mini-SATA。該驅(qū)動(dòng)器符合mSATA接口規(guī)范，專為功耗受限的設(shè)備而設(shè)計(jì)，如筆記本電腦、平板電腦。該規(guī)范基于將SATA信號(hào)映射到直接插入主板上的mSATA插槽的卡中。

mSATA硬盤的大小約為2.5英寸SATA驅(qū)動(dòng)器的八分之一，但可以支持相同的SATA吞吐量，最高可達(dá)6Gbps。除了是一種較小的SSD硬盤之外，mSATA硬盤消耗更少的功率，支持啟動(dòng)和關(guān)閉功能，并且更耐沖擊和振動(dòng)。其較小的外形也使mSATA驅(qū)動(dòng)器非常適合商用產(chǎn)品，如信息亭、數(shù)字標(biāo)牌、多功能打印機(jī)和銷售點(diǎn)設(shè)備等。

與2.5英寸SATA硬盤一樣，mSATA硬盤依賴于ATA命令集在計(jì)算機(jī)和驅(qū)動(dòng)器之間傳輸數(shù)據(jù)。事實(shí)上，兩個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器之間唯一真正的區(qū)別是它們的尺寸以及它們?nèi)绾芜B接到主板。

(3)M.2硬盤

在mSATA硬盤出現(xiàn)幾年后的2013年，M.2硬盤首次亮相，提供了比mSATA硬盤更優(yōu)越的存儲(chǔ)功能，是一種可以存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù)的小型SSD硬盤。其可以容納SATA和PCIe接口連接器以及USB 3.0，并且可以與AHCI協(xié)議或非易失性存儲(chǔ)器快速(NVMe)協(xié)議一起使用。

與傳統(tǒng)總線技術(shù)(如SATA)相比，PCIe硬盤具有更低的延遲和更高的傳輸速率。使用PCIe，每條總線都有一個(gè)專用連接，這意味著它不必競(jìng)爭(zhēng)帶寬。該接口的物理占用空間也較小。

NVMe協(xié)議使主機(jī)軟件能夠與NVMe子系統(tǒng)進(jìn)行通信，該協(xié)議針對(duì)使用PCIe連接器的SSD硬盤進(jìn)行了優(yōu)化。NVMe協(xié)議解決了原有存儲(chǔ)協(xié)議的許多局限性，同時(shí)在性能和吞吐量方面實(shí)現(xiàn)了顯著提升。

與mSATA硬盤不同，M.2硬盤支持多種寬度和長(zhǎng)度組合，其尺寸如22mm×60mm或22 mm×80mm。使用NVMe協(xié)議的基于PCIe的M.2硬盤最多可支持四個(gè)PCIe通道，從而可以超過SATA或mSATA驅(qū)動(dòng)器的6Gbps限制。

人們可以從M.2模塊邊緣連接器中的鍵和槽口區(qū)分M.2產(chǎn)品的類型。

M.2硬盤旨在利用PCIe的高速功能，通常被認(rèn)為是mSATA的替代品。盡管仍有大量的mSATA SSD硬盤在應(yīng)用，但由于M.2硬盤能夠減少延遲，提高IOPS和降低功耗，因此小型市場(chǎng)的大部分興趣已轉(zhuǎn)移到M.2硬盤。

(4)PCIe外形硬盤

基于PCIe外形尺寸的SSD硬盤利用PCIe接口連接器和NVMe協(xié)議來最大化SSD硬盤性能。 PCIe硬盤通過PCIe擴(kuò)展插槽直接連接到主板，PCIe擴(kuò)展插槽可以從一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道擴(kuò)展到32個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道。硬盤使用的通道越多，性能越好。

PCIe SSD硬盤是四種主要硬盤中價(jià)格最昂貴的，但它們提供最快的速度，優(yōu)于基于服務(wù)器的SATA硬盤，以及串行連接的SCSI和光纖通道(FC)硬盤。直到最近，PCIe硬盤主要針對(duì)企業(yè)部署，但隨著它們進(jìn)入消費(fèi)者市場(chǎng)，這種情況一直在變化。

PCIe硬盤采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)架構(gòu)，可提高數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)延遲。每個(gè)PCIe硬盤驅(qū)動(dòng)器通過其自己的串行鏈路直接連接到主板。這樣，多個(gè)硬盤不需要共享同一總線。

PCIe SSD硬盤的示例

PCIe硬盤比M.2硬盤的外形要大一些，可以在每張卡上安裝更多芯片，同時(shí)仍然提供充足的冷卻空間。雖然其尺寸使硬盤更適合在臺(tái)式電腦和服務(wù)器安裝，但并不是更小的設(shè)備，這也意味著它們可以支持更高的容量。一些固態(tài)硬盤已超過8TB的容量。M.2硬盤最近才突破1TB的容量障礙。

PCIe硬盤面臨的挑戰(zhàn)之一是NVMe協(xié)議僅限于直接連接硬盤驅(qū)動(dòng)器。因此，主要依賴分布式存儲(chǔ)的企業(yè)可能從NVMe硬盤驅(qū)動(dòng)器中獲益很少。然而，最近出現(xiàn)了NVMe over Fabrics(NVMe-oF)協(xié)議，可以充分利用NVMe跨網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，例如以太網(wǎng)、InfiniBand和FC。NVMe-oF協(xié)議使用基于消息的通信在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)連接的硬盤之間傳輸數(shù)據(jù)，使組織能夠在其數(shù)據(jù)中心中實(shí)現(xiàn)SSD硬盤的全部?jī)?yōu)勢(shì)。

SSD硬盤外形未來將是什么樣?

固態(tài)存儲(chǔ)產(chǎn)品是一個(gè)充滿活力的市場(chǎng)，每天都有新的創(chuàng)新。其外形尺寸將繼續(xù)發(fā)展，而且支持它們的接口連接器和總線協(xié)議也將繼續(xù)發(fā)展。此外還有其他SSD硬盤外形尺寸。

例如，一些供應(yīng)商提供U.2硬盤，主要用于企業(yè)市場(chǎng)，其與M.2硬盤相比具有許多優(yōu)勢(shì)。即便如此，大部分SSD硬盤仍繼續(xù)使用2.5英寸SATA、mSATA、M.2和PCIe的外形尺寸，而新產(chǎn)品的推出只是時(shí)間問題。