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[资料分享] 硬盘接口进化简史

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一粒金砂(高级)

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发表于 2020-1-18 09:25 | 只看该作者 |倒序浏览 |阅读模式

讲一讲接口的故事,很多人就要问了,接口不就两种么?SATA和M.2接口。话,这么说是没错的,但是如果更详细一点,为什么会有这两种接口呢?估计有很多人都不知道,接口也是有故事的。
  【迭代更新:接口小型化的趋势】
  随着计算机小型化的深入发展,接口也在不断转换着,常见的接口已经由各种各样的接口在走向统一
  

  曾经有一盒这样的万能接口,是让人期待的事情。但是,因为出门在外的不方便,和制造的不规范,接口逐渐由花式接口转向了Micro USB,而逐渐又由Type-C取代。
  在硬盘方面,也是一样的,IDE、SATA、mSATA、ngff(即为M.2)、U.2等等接口随着计算机发展不断更新。在于小型化与便捷化背道而驰的接口随着新技术的产生自然被淘汰。
  【开始的开始:IDE】
  有点年龄或者接触东西比较多的DIYer可能会在家中某个角落发现一块老旧的硬盘,没错。就是老式宽带子的硬盘,在今天的电脑城里,很多有点年纪的修电脑师傅还在叫SATA盘是串口盘(IDE盘则为并口盘,如图)
  

  但是产品的生命力大家都应该知道,飞快的发展速度让技术在使用几年十几年之后就落伍了,IDE也不例外,在133MB/s的带宽速度达到瓶颈时。新技术也得到了应用——SATA。
  PS:IDE的版本比较复杂,总计7个版本,这里由于时间久远以及实际作用几乎没有,所以不讲了。
  【SATA】
  在IDE接口将要达到瓶颈时,2001年SATA技术和今天的5G技术一样,被确立了下来。
  对比IDE,SATA可以说是比IDE熟悉的要多,如果你打开电脑观看这一篇文章,相信99%的人电脑里面都会用到SATA接口的硬盘。如果你用过早期的产品,你就会发现在参数上有SATA2.0的身影。而如今的主板上的SATA接口均为3.0,2.0的速度已经达不到我们对于速度的渴望。
  硬盘接口进化简史
  正如上图所示,SATA接口共有三种版本(这里指的是7针数据+15针普通SATA接口),而这种翻倍上升的带宽也为我们带来了更好的体验。但是,当HDD机械盘还没被带宽制约时,异军突起的NAND闪存芯片被逐渐应用市场,高速的SSD固态盘的出现让我们发现,SATA3 的6Gbps的带宽已成为新的瓶颈。主控八通道的带宽理论值基本上已经爆表了,在研究新的接口同时,却产生了分歧,而小型化在笔记本方面可以说是迫在眉睫,因为笔记本根本没那么大空间接纳SATA大容量固态,现在的SATA固态基本是拆光驱位加托盘加上去的。
  【mSATA】
  

  是不是很像现在的新接口M.2啊。确实,M.2出现的初衷就是替代mSATA。通过直通CPU占用两个通道(lane)来提高速度
  【SATA Express】
  

  既然要加大带宽,又得考虑兼容旧接口,那这种奇怪的SATAe(xpress)接口就出现了,在支持NVMe协议的情况下,兼容了SATA协议。但是,问题出现了,在小型化的时代,你搞出个这么大的玩意,可以说和笔记本说拜拜了。而且这玩意并没有自带供电,所以很尴尬地没有推广。
  【M.2】
  如果问现在在价格充裕情况下,买一块固态盘的话,M.2是首选。SATA协议的固态,在发送数据到CPU的路上,要先经过内存,然后再到CPU。厂商在巡视一圈之后,盯上了已成熟很久的PCI,在PCI技术上延伸,占用几个lane来达到直通CPU的条件。这里就不多提M.2了,因为M.2在未来会专门构筑。但是M.2其实是特殊的SATAe的一种。
  

  三种不同规格的M.2
  【U.2】
  U.2(SFF-8639),和M.2不一样的是,这东西刚开始就是4个lane,而且可以做出更大容量的,当然价格嘛,呵呵。但是,更加不友好的是,固态贵,但是支持它的主板更贵。所以体验的解决办法就是转接卡咯
 

  

  

  【PCI-E】
 

  猜猜这是什么?显卡?NO,这是固态。大容量的走PCIe接口的固态,价格也是十分感人。
  【总结】
  以前有人问我,你说我这块盘能用多久。我说,你不祖传可以用到下一代。
  还是那句话,固态的历史是比较短的,比起机械几十年的历史,固态的历史可能只有机械的十分之一不到,但是其发展速度不容忽视。在美国七十年代的科幻小说里,他们想象在一百年或者几十年之后,短途星际旅行成为家常便饭,但是使用的电脑仍然是CRT(俗称大屁股显示器)显示器,可以从中看出,计算机技术,已经超脱了科幻小说家的想象。所以新技术的成熟带来的成本低廉以及良品率的提高

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