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固態(tài)硬盤中SATA和PCIe接口的差異化

2022-11-29 05:47:26來源：存儲隨筆


(資料圖片)

目前，根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用性能要求的不同，固態(tài)硬盤提供了很多接口選擇，比如，常見的接口有SATA(Serial ATA), FC(Fibre Channel), SAS(Serial Attached SCSI), ATA/IDE以及PCIe. 要問最流行的接口當(dāng)然是SATA和PCIe接口了。

SATA接口

SATA接口其實是PATA(Parallel ATA)接口的進化版本。PATA是并行接口，而SATA是串行接口。SATA接口比PATA接口有優(yōu)勢的地方主要包括：本地?zé)釘?shù)據(jù)交換，以及借助IO隊列協(xié)議實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸。此外，由于將傳輸模式有慢的ATA轉(zhuǎn)向更快的AHCI，SATA協(xié)議引入了更多先進的功能。比如，隊列化Trim命令，原生命令隊列NCQ，以及同一物理接口的熱插拔。自2003年引入SATA之后，已經(jīng)發(fā)展了三代，傳輸速度也有1.5Gb/s上升至6.0Gb/s, SATA 3.0是SATA 1.0的四倍。

PCIe接口

PCIe是一種高速串行計算機擴展總線標(biāo)準(zhǔn)，與SATA相比，具有很多改進的地方，比如更高的最大系統(tǒng)總線吞吐量，較少的IO引腳數(shù)，更小的物理占位面積和更好的總線設(shè)備性能擴展。PCIe總線是高速差分總線，采用端對端的數(shù)據(jù)傳輸方式。隨著PCIe技術(shù)不斷發(fā)展與進步，目前市場上應(yīng)用最多的還是2015年發(fā)布的PCIe Gen3。在今年6月份的時候，PCIe Gen4已經(jīng)發(fā)布，還沒有大批量應(yīng)用在市場上。Gen3與Gen4除了帶寬的翻倍之外，與Gen1/Gen2有個很大的不同，采用的是128/130b的數(shù)據(jù)編碼。而Gen1/Gen2則采用的是8/10b的數(shù)據(jù)編碼。應(yīng)用過程中要注意這個不同點。

兩個設(shè)備之間的PCIe鏈路由一個或多個通道組成，它們是由兩個差分信號對組成的雙通道通道。如下圖所示，發(fā)射端和接收端是兩組差分信號，采用差分信號進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康木褪堑窒盘杺鬏斶^程中的干擾。不管傳輸中對信號的應(yīng)該是正還是負(fù)，一概不用操心，我們只要關(guān)注兩根差分信號之間的差值即可。因為即使有信號干擾，那肯定是對兩根差分信號都有干擾，而我們關(guān)心的是差值，干擾自然就抵消了。舉個簡單的例子，假設(shè)沒有干擾的心情下是A-B=1, 那有干擾的情況下則為(A+1)-(B+1),仍然等于1.這個很好理解吧。

物理PCIe鏈路可能包含1到32個通道。 PCIe接口具有聚合多個獨立通道以形成單個鏈路的能力。 例如，可以組合兩個單通道（x1）以形成能夠傳輸單個通道的帶寬的雙倍的單個鏈路。 同樣地，可以形成x4或x8通道。 下圖是具有不同通道及其相關(guān)帶寬的PCIe連接器的示例。

關(guān)鍵詞： 固態(tài)硬盤 pcie sata SATA PCIExpress

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