硬盤中的常見接口類型及特點介紹

一套完整的PC需要很多個部件組成，如果在某次災(zāi)難中你只能保留一個部件，大家會選擇留下哪個部分？這時候不管你的CPU多么高級，顯卡多么有信仰，正常的人類應(yīng)該都會選擇留下硬盤吧，因為硬盤里不僅住著很多美日歐漂亮姐姐，最關(guān)鍵的是里面保存了你的使用記錄，說的文藝點就是只有硬盤才能留住你的記憶，人要是沒了記憶，跟咸魚有什么區(qū)別（活魚還有7秒的記憶）。

作為PC中最重要的部件之一，杯具的是硬盤還往往是最拖累系統(tǒng)的一部分，特別是在純機械硬盤平臺上。整套平臺性能要想極大地提升，硬盤速度就不得不革命。時至今日，HDD硬盤依然是很多實體店裝機的首選，但更快速的SSD已經(jīng)是用過都說好，它好你也好。在這場革命中，為了實現(xiàn)更快的速度，硬盤的接口也在不斷進(jìn)化，今天的超能課堂我們就來談?wù)動脖P的主流接口都有哪些。

不同規(guī)格的硬盤上會使用不一樣的接口

大家都能說出不少，不過小編還是自己先曝答案吧——如上圖所示，視硬盤大小不同，硬盤接口也是多種多樣的，現(xiàn)在能見到的至少有SATA、mSATA、M.2、SATA Express、PCI-E及U.2等，其實這些還只是一部分，因為我們沒提到的還有很多，比如BGA封裝的，針對外置設(shè)備的eSATA接口，企業(yè)級市場用的SAS 3.0接口，習(xí)慣獨來獨往的蘋果甚至還定制了很多自家專屬的硬盤接口?？紤]到它們跟日常使用的關(guān)系不大或者你知道了也沒個卵用（因為是專屬的），所以我們重點介紹的是普通人見得著的接口，如下圖所示：

硬盤常見接口及特色

上述表格中一共列舉了SATA 6Gbps、mSATA、SATA Express（以下簡稱為SATA E）、M.2、U.2及PCI-E接口，實際上每個接口下面通常還會有很多子類型，比如SATA硬盤還有1.8寸規(guī)格的，mSATA還有mSATA mini，PCI-E插槽除了常見的HHHL半高半長之外，還有全高全長、全高半長等等，不勝枚舉，我們就選擇最典型的吧。

下面我們再詳細(xì)介紹下每個接口的規(guī)格和特點。

SATA 6Gbps接口

SATA是硬盤接口的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，實際上SATA 6Gbps接口這個說法并不規(guī)范，準(zhǔn)確的稱呼是SATA III，接口速度是6Gbps而已，只是現(xiàn)在大家習(xí)慣這個說法了。SATA 6Gbps接口是目前最最常見的HDD/SSD硬盤接口，大部分人現(xiàn)在買的硬盤都在用這種接口。

作為目前應(yīng)用最多的硬盤接口，SATA 6Gbps接口最大的優(yōu)勢就是太成熟了，6Gbps的帶寬雖然比起新接口的10Gbps甚至32Gbps帶寬差多了，但普通2.5寸SSD也沒這么高的需求，500MB/s多的讀寫速度也夠用了，而在HDD硬盤上6Gbps帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上瓶頸，誰讓HDD硬盤發(fā)展太慢了，速度一直沒有質(zhì)變。

當(dāng)然，SATA 6Gbps也是有缺點的，它已經(jīng)服役多年了，對新技術(shù)的支持是不夠的，比如NVMe標(biāo)準(zhǔn)就不支持，而且體積相對比較大，不適應(yīng)SSD日益小體積的發(fā)展趨勢，6Gbps的帶寬對新一代SSD來說也不夠用了。

mSATA接口

既然SATA 6Gbps接口不利于SSD小型化，半高SATA設(shè)備又有點不受寵，所以針對便攜設(shè)備開發(fā)的mSATA（mini SATA）接口就登場了，你可以把它看作標(biāo)準(zhǔn)SATA接口的mini版，物理接口跟mini PCI-E接口一樣，所以二者容易混淆，但mSATA走的是SATA通道而非PCI-E通道，所以需要SATA主控。

JEDCE定義了兩種尺寸的mSATA硬盤規(guī)格，分為MO-300A和MO-300B，前者又分為mSATA mini和mSATA，其中mini硬盤長寬是30x26.8mm，mSATA尺寸是51x30mm，單面厚度約為4.85mm，而MO-300B一般是30x30mm，比較少見。

標(biāo)準(zhǔn)的mSATA硬盤布局

mSATA接口是SSD小型化的一個重要過程，不過mSATA依然沒有擺脫SATA接口的一些缺陷，比如依然是SATA通道，速度也還是6Gbps，SATA接口的潛力也就是這樣了，要想進(jìn)一步發(fā)展還得尋找新的手段。

M.2/NGFF接口

取代mSATA的接口是M.2接口，最初叫做NGFF，全名是Next Generation Form Factor，它可以做的比mSATA硬盤還要小巧，基本長寬只有22x42，單面厚度2.75mm，雙面閃存布局也不過3.85mm厚，但M.2又有豐富的可擴展性，最長可以做到110mm，可以提高SSD容量。

此外，M.2接口可以同時支持SATA及PCI-E通道，后者更容易提高速度，早期的M.2接口使用的是PCI-E 2.0 x2通道，理論帶寬10Gbps，不過在9系及100系芯片組之后，M.2接口現(xiàn)在全面轉(zhuǎn)向PCI-E 3.0 x4通道，理論帶寬達(dá)到了32Gbps，遠(yuǎn)高于之前水準(zhǔn)，大大提升了SSD性能潛力。

有趣的是，廠商的M.2接口有的選擇了CPU原生的PCI-E通道，有的是通過PCH南橋擴展出來的，我們之前也針對這兩種方案做過測試，實測性能基本沒有差異。詳情可以參考：

直的好還是彎的好？南橋M.2與原生PCI-E接口性能測試

M.2實際上是個龐大的規(guī)范

最后要說的是，Intel主導(dǎo)制定的M.2接口實際上是個龐大的總集，我們常見的M.2硬盤只是其中的一部分，根據(jù)類型和用途不同，它還有A/B/C/D/E/F/G/H/J/K/L/M之分，其中A、E兩種類型常用于WiFI/BT無線模塊、NFC模塊、WiGig模塊等，B、M可以用于SSD，而我們常見的2242/2260/2280/22110規(guī)格的M.2屬于M分支的。

PCI-E接口

早在SATA接口的SSD發(fā)展之初，PCI-E接口的SSD就出現(xiàn)了，因為后者的優(yōu)勢實在太大了，其他SSD不論采用什么接口，都是從SATA向原生PCI-E走進(jìn)，而PCI-E接口的SSD直接是一步到位，省去了中間過程。不過PCI-E硬盤最初多用于企業(yè)級市場，因為它需要不同的主控，性能高的同時成本也高了，消費級市場也沒多少需求，只是這兩年來PCI-E硬盤才在高端消費級市場上崛起。

跟顯卡類似，PCI-E硬盤的規(guī)格也會根據(jù)長度、高度分為全高/半高、全長/半長等不同級別，最常見的PCI-E硬盤多是HHHL半高半長的，長度為167mm。

PCI-E接口的硬盤速度也逐漸從當(dāng)初的PCI-E 2.0 x2走向了PCI-E 3.0 x4通道，速度也達(dá)到了32Gbps，可以滿足未來一段時間的使用了，而且早期PCI-E硬盤不能做啟動盤的問題也早解決了，現(xiàn)在PCI-E硬盤已經(jīng)是最為高大上的選擇了，旗艦級SSD大多會選擇PCI-E接口。

SATA Express接口

M.2接口解決了mSATA接口的后繼問題，不過SATA 6Gbps接口到底應(yīng)該走向何方？在6Gbps速度之后，SATA接口要想繼續(xù)提高速度已經(jīng)很難了，SAS接口倒是可以把接口提高到12Gbps，但那是針對企業(yè)級市場的，對原接口做了很大變動，而且后者對成本并不敏感，但是消費級市場就不一樣，要考慮到現(xiàn)實，對此SATA-IO給出的解決方案是SATA Express（SATA E）接口。

為了提高接口帶寬，SATA E接口也放棄了SATA通道，走向了PCI-E通道，他們選擇的是PCI-E x2通道，具體有PCI-E 2.0 x2或者PCI-E 3.0 x2兩種選擇，因此就有了10Gbps以及16Gbps兩種，最初是10Gbps居多，現(xiàn)在的主板逐漸開始提供16Gbps的SATA E接口了，因為100系芯片組的南橋通道數(shù)量大幅提升了。

無論廠商選擇PCI-E 2.0還是PCI-E 3.0方案，接口速度相對原來的6Gbps都有了明顯的提升，帶寬更不是瓶頸了。

SATA E接口是2個SATA接口組合成的

SATA E的物理接口實際上是通過SATA 6Gbps接口改造的，這有點類似SAS接口，它使用了2個SATA 6Gbps接口和一個只有4pin針腳的mini版SATA接口組成，其中小接口只能接入PCI-E線，這樣做的最大好處就是保持向下兼容，因為目前SATA E硬盤的數(shù)量實在是太少太少了，或者說就沒見到有幾款正式商用的，搞成向下兼容的接口，SATA E至少還可以當(dāng)成2個SATA 6Gbps接口使用，沒設(shè)備用也不會浪費。

SATA E接口的數(shù)據(jù)線

SATA E標(biāo)準(zhǔn)推出有2年時間了，不過就目前的情況來看SATA E普及之路還非常遙遠(yuǎn)，唯一明智的就是向下兼容了SATA 6Gbps接口。

U.2/SFF-8639接口

SATA E接口取代SATA 6Gbps有點不靠譜，不過我們還有另一個選擇，那就是U.2接口，它之前叫做SFF-8639，今年的臺北電腦展上SF-8639接口改名為U.2接口，跟目前的M.2接口對應(yīng)起來了，看這意思是希望在臺機領(lǐng)域復(fù)制M.2接口在移動市場的成功。

U.2接口跟SATA E接口的思路差不多，都是盡可能利用現(xiàn)有的物理接口，但接口帶寬更快，從PCI-E x2變成了PCI-E 3.0 x4，此外還增加了許多新協(xié)議支持，比如NVMe，這些都是SATA E接口不具備的（U.2其實才是SATA E的完全體）。

U.2接口規(guī)范

U.2的設(shè)備端接口融合了SATA及SAS接口的特點，中間用針腳填滿了SATA接口留下的空缺，并預(yù)留了L型防呆設(shè)計，所以可以兼容SATA、SAS及SATA E規(guī)范，主板那一端則是mini SAS（SFF-8643）接口，設(shè)備端的U.2線則是一端接在SATA電源上，一端接在U.2硬盤的數(shù)據(jù)口上。

U.2接口的Intel 750硬盤及U.2線

U.2接口有很多優(yōu)點，接口帶寬達(dá)到了32Gbps，支持NVMe協(xié)議，甚至供電能力也提高了，這都有助于提高SSD性能，但U.2不好的地方在于它依然是新興事物，很多主板目前并沒有U.2接口，而且U.2接口的消費級硬盤少的可憐，目前正式開賣的也只有Intel的750系列。

如果想在普通主板上用U.2硬盤，那么最好的選擇是U.2轉(zhuǎn)M.2轉(zhuǎn)接卡，華碩、微星、華擎都出過這樣的小配件，支持U.2轉(zhuǎn)為M.2接口，只要M.2接口也是32Gbps帶寬的，這種轉(zhuǎn)接是不會有性能損失的。

總結(jié)：

這么多接口，到底誰能主宰浮沉？小編在每個接口的介紹中都加入了自己的點評，SATA 6Gbps規(guī)格上已經(jīng)落伍，但廉頗歲老，吃飯還是可以的，普通用戶對性能的要求談不上苛刻，SATA 6Gbps很長一段時間內(nèi)都將是最主要的選擇。

mSATA不用說了，已經(jīng)被淘汰了，M.2接口現(xiàn)在風(fēng)頭最勁，不僅在移動平臺占據(jù)主要位置，隨著32Gbps的M.2接口在100系主板上的普及，它在桌面平臺也越來越流行。

PCI-E顯卡雖然要占據(jù)一個顯卡插槽位，但它的優(yōu)勢非常明顯，對主板沒有特殊要求，在高端市場上依然會占有一席之地。

SATA E接口未老先衰，到今天為止只剩下尷尬了，小編對這個接口一點也不看好，恐怕它等不到自己的春天了。

U.2接口各種高大上，不論性能還是新技術(shù)支持都走在了前列，它被眾人看好會成為SATA 6Gbps接口之后的新王者，不過小編可沒這么樂觀，私以為U.2接口還缺少關(guān)鍵吸引力，現(xiàn)在主板的支持力度還是太小了。

如果U.2與M.2接口只能有一個勝出，小編認(rèn)為M.2接口優(yōu)勢更大，因為現(xiàn)在的M.2接口速度和技術(shù)都不輸U.2接口，廠商的支持力度更高，而且U.2硬盤直接安裝在主板上，不需要2.5寸硬盤位，也少了理線的麻煩。其潛在的缺點在于硬盤容量可能比不上U.2硬盤，畢竟體積小很多，但以目前的SSD價格來看，這根本不是問題。