困惑：SATA、NVMe、M.2、PCIe 有什么区别？

Question

SATA、mSATA、eSATA、SATA Express、SATA III、NVMe、M.2 和 PCIe 之间有什么区别？

我一直在寻找答案，虽然许多网站解释了其中一些术语之间的区别，但没有一个网站能清楚地解释所有这些术语之间的关系（或者至少我还没有找到）。此外，所有这些技术似乎都有不同的版本，这只会让我更加困惑。

以下是我所知道的情况：

这里有两个东西，主板上的物理端口和底层的数据传输通道。

SATA是一种专为硬盘驱动器打造的较旧的数据通道技术。

SATA也是主板上物理端口的名称。

PCIe是显卡的物理端口，而不是数据通道。

M.2是一个物理端口，没有别的。

NVMe我还是不明白。

我是对的还是错的？

另外，如果我可以补充一点，为什么有些 SSD 说它们支持 NVMe，而有些说它们支持 SATA（我以为 SATA 仅适用于硬盘）？

为了简化我的问题，哪种 SSD 速度更快，速度是多少？

给版主的一条消息，我知道这篇文章可能看起来像是重复的，但实际上可能不是。我见过讨论这些术语之间关系的帖子，但不是所有术语都放在一个帖子里，而且方式也不清楚。所以我请他们保持这个帖子开放，直到至少得到一些答案。感谢您的理解。

Answer 1

我是对的还是错的？

• SATA确实是一种计算机总线接口，通常用于连接存储和光学设备。
• PCIe是一种高速串行计算机扩展总线标准，通常用于连接显卡、声卡、以太网卡和其他扩展卡。 它确实传输数据。
• M.2确实是一种扩展卡的规范标准。
• NVMe是一种用于将设备直接连接到 PCIe 总线的传输协议标准。NVMe 可用于连接 SSD，因为 PCIe 总线的传输速度明显快于 SATA 总线，NVMe SSD 的性能是 SATA SSD 的数倍。

为什么有些 SSD 说支持 NVMe，而有些却说支持 SATA

SSD 要么是 SATA SSD，要么是 NVMe SSD。SSD 不能同时支持两种标准。

为了简化我的问题，哪种 SSD 速度更快，速度是多少？

• SATA 3 SSD 的潜在性能可达 600 MB/s
• PCIe 3 NVMe SSD 的潜在性能可达 8 GB
• PCIe 4 NVMe SSD 的潜在性能为 16 GB/s

资料来源：

• 串行 ATA
• NVMe
• PCIe
• PCI Express (PCIe) – 您需要了解的一切
• M.2

Answer 2

这种混乱部分是由于 M.2 标准极其复杂。它定义了卡的物理尺寸以及连接器中可能的引脚数量和位置。但这些引脚上传输的实际信号可能有很大差异。为了避免插座向卡提供不同的信号，M.2 插座具有所谓的键。这又是一个物理的东西，是一块塑料“保险杠”，代替了一些针脚。然后，M.2 设备将根据这些键有一个或多个切口，因此它只能放在匹配的插座中。它物理上不能适合错误的键。这是一个键 M 插座：

您可以安装此钥匙 Mcard：

但是你不能安装这张 A+E 键卡：

现在回答你的问题：

1. PCI Express 是一种协议。它定义了我们如何在一对接收和发送线上表示 0 和 1（这样的一对称为车道)，设备在连接到 PCIe 总线时应如何报告自己以及它们应如何传输数据。它也是大多数计算机主板上用于扩展卡（最常见的是显卡）的连接器的名称。Mini PCI Express 是一种非常相似的连接器，只是更小（呃），但在笔记本电脑中具有相同的用途。大多数 M.2 键将有一些专用于 PCI Express 的引脚：键 A 和 E 将有一个通道，键 B 将有两个，键 M 将有四个。

2. SATA 是一种协议，它再次定义了我们如何在一根电线上表示零和一，以及零和一的含义。它不像 PCI Express 那样通用，它仅用于与存储设备通信。该信号可以通过也称为 SATA（令人困惑！）的连接器传输，该连接器是一种 7 针连接器，几乎在过去 15 年制造的所有硬盘上都有，并且大多数相同物理尺寸的 SSD 也都配备此连接器。mSATA 是一种通过 Mini PCI Express 连接器传输 SATA 信号的技巧。不要搞错了：它没有使用 PCI Express 信号，它只是使用 Mini PCI Express 连接器中的针脚。eSATA 是另一种可以传输 SATA 信号的连接器——e 代表外部。这就是你可以将 SATA 驱动器本地（而不是通过 USB）连接到主机的方式。最后，M.2 是另一种可以传输 SATA 信号的连接器。关键的 B 版本将一些针脚专用于 SATA 信号。 （SATA III 是原始协议的更快版本，由于过去十年左右一切都变成了 SATA III，因此该数字被删除。）

3. SATA Express 已经是一片废弃的烂摊子了。它仍然是我们现在所熟悉的协议连接器对，它与 SATA 驱动器兼容，但与 SATA Express 驱动器一起使用时，它可以传输 PCI Express 信号。

4. NVMe——如果您回顾 PCI Express 的定义，它并没有定义通过这对线实际传输的内容。它定义了数据的格式，但没有定义内容。这是有道理的。您可能需要声卡、视频卡、网卡等。NVMe 是较新的存储卡通过 PCI Express 总线与主机通信的方式。但是，我们已经看到有许多不同的连接器可以通过它们传输 PCI Express 数据。几乎所有 NVMe 设备都使用原始 PCI Express 卡连接器或 M.2 键 M 连接器。（在服务器中，使用其他连接器，它们本身就是混乱的，这应该是另一篇文章的主题。）