🔗硬盘接口

    1. IDE接口
      • IDE接口又叫ATA接口、PATA接口，最早是在1986年由康柏、西部数据等几家公司共同开发，在九十年代初开始应用于台式机系统，最初的设计只能支持两个硬盘。ATA接口从诞生至今，共推出了7个不同的版本，分别是：ATA-1（IDE）、ATA-7（ATA 133），这种接口比较老款，其最大的表现在于数据线是一条像布条的东西，传输数据慢，ATA-7理论带宽也才1Gbit/s。
      • 从图中可以看到ATA接口由三部分组成：电源接口、跳线接口（用于区别主盘和从盘）、数据接口，由于数据传输速度慢、线缆长度过短、不支持热插拔等原因，这种接口已经被淘汰。

       

    2. SCSI接口
      • ATA接口是应用于PC的接口技术，与他同一时期用于服务器的接口是SCSI接口，SCSI全称为小型计算机系统接口，最早于1986年提出的SCSI II最大传输速率为5MB/s，支持7个设备，后来的SCSI Ⅱ规定了两种提高速率的选择
        • Fast SCSI：提高数据发送的频率，1994年，最大支持7个设备，频率提高一倍，达10MB/s（10MHz）；
        • Wide SCSI：发送频率提高一倍的同时也增大数据通路的宽度，由8位增至16位，其最大同步传输速度为20MB/s（时钟频率为10MHz，1996年，最大支持15个设备）。
      • 1995年左右出现了第三代SCSI，SCSI-3的典型特点是将总线频率大大地提高，并降低信号的干扰；后续除了很多型号，但由于设计的局限性，以上两种硬盘接口已经被SATA和SAS取代。

       

    3. SATA接口
      • SATA接口
        • SATA接口（串口硬盘），以连续串行的方式传送数据，可以在较少的位宽下使用较高的工作频率来提高数据传输的带宽。
        • 这个硬盘接口大概是在2003年出现，目前主流硬盘接口形态，由于存在时间长，SATA接口兼容性极强，几乎所有种类的主板都有SATA接口，市面上固态硬盘SATA接口在性能标准上，一般采用SATA Ⅲ标准，理论最高速度为6Gbps，大部分基于SATA接口的固态硬盘的读取性能正常会在500MB/S以上
        • SATA I（传输速度1.5Gbps，线长1米）、SATA II（3Gbps，1.5米）、SATA III（6Gbps，2米）
      • mSATA接口
        • mSATA接口是早期为了适应于超极本这类超薄设备而基于SATA开发的，可以看作SATA接口的mini版，物理形态上有两种尺寸：全高（30mm50mm）和半高（30mm25mm），mSATA接口，SSD小型化的一个重要过程。
        • 不过mSATA并没有摆脱SATA接口的一些缺陷，比如依然是SATA通道，速度也还是6Gbps。
      • SATAe接口
        • 另一个和mSATA一样由SATA接口发展而来的是SATAe接口，SATA + PCIExpress的混合体，理论带宽达10Gbps，比SATA3.0高了4Gbps，它能兼容SATA标准的老硬盘，也能使用SATAexpress接口的高速SSD。由于SATA接口在传输速率上的局限性，mSATA和SATAe在推出后不久也就销声匿迹。
      • SAS接口
        • SATA接口常见于PC，与之对应的服务器端接口是2005年由SCSI进化而来的SAS接口，SAS是新一代的 SCSI 技术，全称为串行连接SCSI（Serial Attached SCSI），SAS结合了SATA和SCSI的优点
        • SAS的接口可以向下兼容SATA，二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容
        • 在物理层，SAS接口和SATA接口完全兼容，SATA 硬盘可以直接使用在 SAS环境中，从接口标准上而言SATA是SAS的一个子标准，因此SAS控制器可以直接操控SATA 硬盘，但是SAS却不能直接使用在SATA的环境中，因为 SATA 控制器并不能对SAS硬盘进行控制
        • 在协议层，SAS 由 3 种类型协议组成，根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议（SSP）用于传输 SCSI 命令；SCSI 管理协议（SMP）用于对连接设备的维护和管理；SATA通道协议（STP）用于SAS和 SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下，SAS可以和SATA以及部分 SCSI设备无缝结合

       

    4. M.2接口
      • 在SATA和SAS接口之后，目前正火的是2013年诞生的M.2接口，M.2接口又叫NGFF（Next Generation Form Factor）接口
      • M.2常见规格：2242、2260、2280，其中22表示硬盘的宽度为22mm，42、60、80分别表示不同长度，PCB板越长可容纳的内存颗粒越多，容量也就越大，目前比较主流的是2280

      • M.2接口按照插槽来划分可以分为BKey和MKey，从图中金手指上的缺口可以看到这他们在物理形态上的的区别，其中Bkey支持SATA通道PCIex2通道，Mkey支持PCIex4通道，在PCIex4通道上可以支持NVMe协议，理论带宽32Gbps；当前台式机上的NGFF插槽主要是M模式的，笔记本上B模式比较常见
      • M.2接口拥有多种上层协议，据上层协议的不同，M.2接口内部又可以简单划分为走传统的SATA通道AHCI协议的接口和走PCIe通道NVMe协议的接口；传统SATA通道AHCI协议最大读写性能和SATA3.0接口的SSD没有任何区别

       

    5. PCIe接口
      • PCIe接口下数据直接通过总线与CPU直连，省去了内存调用硬盘的过程，传输效率与速度都成倍提升，可以这么理解PCIe通道的汽车就像是在高速上行驶，而SATA通道的汽车就像是在崎岖山路上行驶，PCIe SSD的传输速度会远大于SATA SSD。