实现固态硬盘自由却遇火花四射？分清接口很重要

发表于 2年以前 | 总阅读数：564 次

只认识SATA和M.2？一文了解固态硬盘接口编年史

更不要相信大力出奇迹，不然轻则设备无法识别，重则接口灰飞烟灭。

现在最常用的固态硬盘接口为SATA和M.2接口，不仅外观差别较大，速率更可能会有五六倍的差距，这是因为接口带宽也是制约固态硬盘性能的重要因素。除了SATA和M.2，回望二十年，固态硬盘接口形式远比你想象的要“缤纷”，下面我们就来个编年史般的大回顾。

IDE（PATA）接口

主流观点都认为SATA是最早固态硬盘接口类型，但实际上实用化的固态硬盘可以追溯到IDE时代。IDE接口也称为ATA接口，因为使用16位并行传输方式，所以也被称为PATA（并行ATA），接口采用40针结构，但传速度最高也只到133MB/s，但直到奔腾4时代还在使用。

这也意味着，该时期固态硬盘速率也比机械盘快不了多少，而且十分罕见，较高的成本和不高的容量，基本用在对稳定性要求较高的工控设备上。为了与机械硬盘区分，行业内普遍叫它电子盘，接口形式为40针孔的大插头并有防呆设计，直接插在主板上使用。

除此之外，IDE接口还有两个小弟，分别是CF和ZIF。

CF（Compact Flash）接口

对于摄像摄影爱好者来说，CF卡一定不陌生，例如佳能单反相机直到5D2和50D时期还在使，但更多的还是用于工控领域。CF卡同样遵循ATA标准，但接口是50针。

大部分用户认为CF卡和SD卡都属于存储卡，只是接口类型不同。但CF卡内部由控制器和闪存芯片组成，是一块标准的固态硬盘。

ZIF（Zero Insertion Force，零插拔力）接口

该接口由东芝发布，应用于1.8寸的微硬盘上，同样多用于工控设备，一些数码产品也有所配备，例如苹果 iPod Classic系列音乐播放器，索尼更是推出配备ZIF固态硬盘的超薄笔记本电脑。

和IDE接口相比，ZIF接口不仅体型更小，物理结构也完全不同，所谓零插拔力接口实际上就是现在比较常见的FPC软排线接口，内部40pin触针表明它同样符合ATA规范。

SATA 接口

由于IDE接口性能严重落后，奔腾4中后期的主板开始配备带宽更高的SATA接口。SATA接口由于采用串行方式传输数据而得名，最新的SATA 3传输带宽达到了6Gbps。外观相对于IDE接口显得十分迷你，内部的“L”型防呆设计杜绝了插反的可能性。

SATA3的接口带宽应用于机械硬盘基本足够，而对于固态硬盘来说早已成为瓶颈，但广泛的适用性和良好的兼容性，使得SATA固态硬盘成为老旧电脑最低成本的升级方案。

另外，SATA接口也有两个小弟，分别是LIF和mSATA。

LIF(Low Insertion Force，低插拔力)接口

LIF接口被广泛认为是苹果早期MacBook Air笔记本电脑的专用硬盘接口，但东芝随后也发布了LIF接口的1.8寸机械硬盘。至于用途，基本也是工控领域和几款超薄的笔记本电脑，和ZIF接口的固态硬盘一样罕见。

和标准SATA接口相比，LIF外形与ZIF更为接近，所谓低插拔力也是使用FPC排线链接，只是接口和排线的固定方式有所不同，但大家记住它符合SATA规范就可以了。

mSATA接口

mSATA接口是标准SATA的迷你版本，但使用该接口的固态硬盘身形也更小，广泛应用在工控电脑、教学一体机和一些笔记本电脑中。外观看mSATA采用了mini PCI-E接口形态，但速度和SATA完全一致。

因为mSATA引脚与mini PCI-E兼容，有些主板可以同时兼容这两个协议，既可以安装mSATA固态硬盘，也可以安装无线网卡和3G/4G无线上网卡。

AIC/PCI-E（PCI-Eexpress）接口

AIC接口其实就是标准PCI-CI-Eexpress接口。PCI-Express实现了主板总线的统一，根据总线位宽不同，可分为x1、x2、x4、x8和x16，例如x16插槽用于显卡，x1接口用于独立声卡、独立网卡等设备，而固态硬盘通常使用x4接口。除了带宽更高，PCI-Eexpress还能与CPU直接通信，为今天的Host Memory Buffer（HMB）主机内存缓冲技术打下基础。

AIC接口固态硬盘最早也是应用在服务器领域，采用原生的PCI-E接口，较大面积的PCB也可以做到更大的容量，在企业级产品中很早就出现了TB级别。

目前PCI-Eexpress标准已发展到今天的3.0和4.0，5.0也普及在即。版本越高单个通道的传输带宽就越高，例如PCI-Eexpress 4.0 x4接口最高可达64Gbps，相对于SATA最高的6GBps来说是个恐怖的存在。另外，PCI-Eexpress命名方式也有所变化，例如PCI-Eexpress 4.0 x4改叫PCIe Gen4x4。

除了AIC，PCI-Eexpress接口还有两个小弟，分别是M.2 M-key和U.2。

M.2接口

M.2接口是当下最为流行的接口，其前身为 NGFF（Next Generation Form Factor），目的是取代mini PCI-E和mSATA接口。但该接口稍微复杂，简单来说M.2有B-key和M-key和BM-Key三种规格，从外观看就是插槽内隔断的不同，B-Key支持AHCI协议，也就是走的SATA通道，M-Key支持NVMe协议，走的是PCI-Eexpress通道。而BM-Key理论上同时兼容这两种协议，甚至还有USB，例如M.2接口的无线网卡，Wi-Fi功能走的是PCI-Eexpress通道，而蓝牙和LTE功能走的是USB通道。

同规格的M.2接口和AIC接口相比仅是外观不同，通过AIC转接卡老主板也可用上M.2 Nvme固态硬盘。而2230、2242、2260、2280、22110这些数字其实是固态硬盘的PCB长度和宽度，市场主流规格为2280，22110规格则多用于高端主板或者服务器。

U.2接口

U.2接口的固态硬盘比较少见，基本用于服务器中，但也可以通过转接卡或转接线在普通PC上使用。外观看U.2接口与SATA很相像，而且硬盘尺寸通常也为2.5寸，但金手指中部有凸起并额外多了一些触点，而且走的也是PCI-E通道，理论来说和M.2、标准PCI-Eexpress接口仅仅是外观的不同。

二十年弹指一瞬，固态硬盘接口终于在SATA和M.2完成了形式上的统一。随着AMD发布了最新的锐龙处理器，一大波PCIe 5.0固态硬盘即将到来，速度相比主流的PCIe 4.0将再次实现翻倍的超越。当然，无论是PCIe 3.0还是4.0，还是即将到来的5.0，M.2接口在未来相当长的时期仍将是承载它们的主力接口，而SATA终有一天会消失在历史长河之中。