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关于 M.2 SSD 驱动器上的 SATA 与 NVMe 的说明

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关于 M.2 SSD 驱动器上的 SATA 与 NVMe 的说明

我对 M.2 接口上的 SATA 和 NVMe SSD 驱动器有疑问。

假设它们具有相同的硬件连接器（即 M.2），从功能角度来看它们是否兼容？

我的意思是，我可以用 M.2 NVMe SSD 替换 M.2 SATA SSD 吗？还是主板必须支持 NVMe？

基本上，我想知道 SATA/NVMe 控制器是否实际上位于 SSD M.2 驱动器上，并且它们可以在带有 M.2 连接器的主板上互换。

谢谢

答案1

确定兼容性的最佳方法是检查主板和设备手册以确定它们使用什么接口，或者尝试一下。

“M.2“是一个标准，概述了许多连接器，其中一个重要因素是键控。

一个 ”M.2“连接器不一定支持所有总线能携带，包括PCI Express 3.0（NVMe）SATA 3.0或者USB 3.0（因此是 USB 2.0）。

例如“B 键“ 和 ”M键“变体相当常见，但它们可以在卡边缘连接器上组合：

B 键和 M 键

此键控可提示您哪些接口可能得到支持：

  • “B 键“ - PCIe x2、SATA、USB 3.0 音频、UIM、HSIC、SSIC、I 2 C 和 SMBus
    • 更常用于外围设备，如 WiFi 和蜂窝调制解调器
    • 仍可用于存储
  • “M键“- PCIe x4、SATA、SMBus
    • 更常用于存储设备

然而，最终还是由主机（即主板）来提供这些接口。

正如你所发现的，“M.2 存储设备“使用 SATA 接口，但它们只能在具有适当键控连接器的主板上工作，该连接器实际上连接/提供 SATA 接口。

同样，“M.2 存储设备“使用 PCI Express 接口（因此可能是 NVMe，但可能是高级智能接口) 就需要主板的支持。

这可能成为一个复杂的话题……

主板上的一个连接器完全有可能同时支持 PCI Express（因此是 NVMe）和 SATA。

M.2 上的 SATA 支持通常需要禁用 SATA 连接器，例如：

当 M.2 插槽上安装 SATA 模式的设备时，SATA_2 端口无法使用。

M.2 NVMe 设备也很有可能与其他 PCI Express 卡共享带宽（或窃取带宽），例如

PCIE_x8/x4_2插槽与M.2_2插槽共享带宽。

答案2

M.2 SATA 可以插入使用 SATA/SATA express 连接到主板的适配器卡，或者许多现代笔记本电脑在 SATA 总线上都有内置端口。一些具有 NVMe M.2 插槽的 PCIe 适配器有时具有上方的 SATA M.2 插槽但通常会有一个 SATA 连接器，并配有 SATA 电缆。只有 NVMe 端口使用 PCIe 接口，而 M.2 SATA 端口连接到 SATA 端口。点对点 SATA 总线上的主机控制器使用 AHCI。总线设备控制器上的设备使用 SATA 传输协议。这些设备没有内置 AHCI 控制器，只有普通的 SATA 控制器。您不能将它们放在 NVMe/AHCI 插槽中，因为它们不是 PCIe 设备，它们需要 SATA 总线另一端的 AHCI 控制器作为与 PCIe 接口接口的 PCIe 设备。SATA 控制器不知道如何与 PCIe 接口。

M.2 AHCI PCIe 驱动器具有内置 AHCI 控制器，因此使用 AHCI 驱动程序，并可作为 AHCI 主机控制器直接与 PCIe 总线连接。它们要么连接到 PCIe 总线上的内置 M.2 端口，要么（如果主板上没有）连接到插入 PCIe 插槽的适配器。

M.2 NVMe PCIe 驱动器具有内置 NVMe 控制器，因此使用 NVMe 驱动程序。它们要么连接到 PCIe 总线上的内置 M.2 端口，要么如果主板上没有，则连接到插入 PCIe 插槽的适配器。还有各种其他适配器。例如，3.5 英寸托架带有连接到 SATA 端口的 SATA M.2 插槽和通过 SAS（Mini SAS - Mini SAS 电缆）连接到 PCIe 适配器的 M.2 NVMe 插槽。主板上的 M.2 NVMe / AHCI 端口也可以连接到 SATA 总线和 PCIe 总线，因此允许 M.2 SATA 插入插槽。看起来像这样：

在此处输入图片描述

PCIe SSD 具有内置 NVMe 控制器。它们不是 M.2 驱动器插入的适配器；相反，卡是实际的 SSD；它具有 AIC（附加卡）外形尺寸（可以是 FHFL、FHHL 或 HHHL）。它们直接通过 PCIe 连接器连接到 PCIe 插槽。NVMe 控制器使用 PCIe 协议访问 RAM。

mSATA SSD 连接至 SATA 总线上的 mSATA 端口，或连接至通过 SATA 连接的适配器。适配器可以有时使用多用途 PCIe 适配器并且与 M.2 SATA 一样，实际上是通过适配器提供的 SATA / SATA Express 电缆连接的，而 M.2 则连接到适配器的 PCIe 总线引脚。mSATA 具有与 mPCIe 相同的外形尺寸，但它们不兼容。其他一些设备使用 mPCIe，例如 WiFi 卡。我认为也有一些罕见的 mPCIe SSD。mPCIe（以前 mPCI 的替代品）插槽可以连接到 USB 2.0 总线或 PCIe 总线。mPCIe 卡上的控制器将支持 USB 接口、PCIe 接口或两者。

在此处输入图片描述

M.2 SATA 和 mSATA能出现在没有 SATA 端口的 PCIe 适配器上因为该卡具有内置的 AHCI 控制器，可与 PCIe 接口交互。

M.2 规范确定了 12 个键 A–M，但常用的是 B，而 MM2 SATA SSD 是 B+M 键（可装入 B 键和 M 键模块的插槽），而用于 PCIe 3.0 x4 通道的 M.2 NVMe/AHCI SSD 是 M 键。

U.2 是一种新型 2.5 英寸 SSD 的外形尺寸，与 M.2 不同，它支持热插拔。U.2 驱动器可以是 AHCI 或 NVMe。U.2 驱动器可以装入托架并通过 SAS 连接到带有 Mini SAS 端口的 PCIe 适配器卡，或者 U.2 实际上可以安装在 PCIe 适配器本身上。所用的 SAS 电缆是 SFF-8639 至 Mini SAS，其速度比 SATA 快速电缆更快。

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