【攻略技巧】固態硬碟應該怎麼選才最適合你的電腦?

  近幾年固態硬碟發展迅速,隨著固態硬碟生產工藝以及用戶對讀寫速度的追求,越來越多的中高端SSD開始選擇PCI-E接口來進行SSD與主板的對接。在本篇文章中筆者將詳細介紹SATA通道與PCI-E通道固態硬碟的優缺點,讓大家在裝機選擇固態硬碟時做到心中有數,按需購買。

為什麼要採用PCI-E通道?

那麼為什麼固態硬碟要捨棄SATA3.0接口而要採用PCI-E接口呢?我們先來了解一下兩種接口硬碟的工作原理:在傳統SATA硬碟中,當我們進行數據操作時,數據會先從硬碟讀取到記憶體,再將數據提取至CPU內部進行計算,計算後寫入記憶體,存儲至硬碟中;而PCI-E就不一樣了,數據直接通過總線與CPU直連,接近最大的傳輸速度,最大的數據量,省去了記憶體調用硬碟的過程。簡單的說,我們可以把兩種通道理解成兩輛相同的汽車,PCI-E通道的汽車就像是在高速上行駛,而SATA通道的汽車就像是在崎嶇山路上行駛,你說哪個速度快?

【攻略技巧】固態硬碟應該怎麼選才最適合你的電腦?

不同接口固態硬碟速度表

從上圖中我們可以看到,目前主流的SATA3.0通道的最大傳輸速度為6Gbps,實際速度最大為560MB/s,SATA通道已經無法滿足固態硬碟日益增長的讀寫速度,所以PCI-E固態硬碟應運而生。

但是有些讀者可能有疑問,為什麼我的固態硬碟是M.2接口的,但是速度並不快呢?M.2最初叫做NGFF,全名是NextGenerationFormFactor。這個接口很特殊,同時支持SATA和PCI-E兩個通道,很容易讓人誤解。其實並不是所有的M.2固態硬碟讀寫速度都很快,如果是採用SATA通道的M.2接口固態硬碟,讀寫速度不會超過550MB/s。還要注意的是,主板廠商的M.2接口有的選擇了CPU原生的PCI-E通道,有的是通過PCH南橋擴展出來的,這可能對固態硬碟的速度產生影響。

AHCI與NVMe協議

說完接口,我們再來聊兩種固態硬碟的協議。就好像IDE總要走到頭,AHCI似乎也出現了瓶頸。現在所用的SATA接口與AHCI標準其實是為高延時的機械硬碟而設計的,目前主流固態硬碟依然繼續使用它們,早期固態硬碟性能不高時可能還不覺得有什麼問題,但是隨著固態硬碟的性能逐漸增強,這些標準已經成為限制固態硬碟的一大瓶頸,專為機械硬碟而設計的AHCI標準並不太適合低延時的固態硬碟。

【攻略技巧】固態硬碟應該怎麼選才最適合你的電腦?

圖片來自互聯網

NVMe的一大優勢就是低延遲。這主要是因為流線型的存儲堆棧,NVMe無需讀取寄存器就可以發出命令。AHCI的每個命令都需要讀取4個不可緩存寄存器,從而導致大約2.5μs的額外延遲。低延時和良好的並行性的優勢就是可以讓SSD的隨機性能得到大幅度提升,在任何隊列深度下都能發揮出極佳的速度。

NVMe對固態硬碟的IOPS性能提升也比較大。因為在制定AHCI規範時,並行性的想法沒有完全加入到規範內,利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優化,但是接口並不允許SSD真正最大限度地發揮其應有的並行性。此外,對於移動設備用戶來言,使用NVMe存儲設備可以對電池續行起到很大幫助。NVMe加入了自動功耗狀態切換和動態能耗管理功能,設備從能耗狀態0閒置50ms後可以迅速切換到能耗狀態1,在500ms閒置後又會進入能耗更低的狀態2。雖然切換能耗狀態會產生短暫延遲,但閒置時這兩種狀態下的功耗可以控制在非常低的水平,因此在能耗管理上,相比起主流的SATA接口固態硬碟也擁有較大優勢。

速度對比

下面我們看一下兩種固態硬碟速度對比:

【攻略技巧】固態硬碟應該怎麼選才最適合你的電腦?

左圖為SATA固態硬碟,右圖為PCI-E固態硬碟

兩者的ASSSD跑分速度差距明顯,無論是連續讀寫、還是4K測試,PCI-E固態硬碟都遠遠領先SATA固態硬碟,綜合得分PCI-E固態硬碟高出SATA固態硬碟三倍有餘。

普通用戶裝機時應該如何選擇

說了這麼多,有些讀者可能有些迷糊,為了幫助大家理解,筆者將各種接口以及速度對比繪制成表格,這樣就可以一目了然。

【攻略技巧】固態硬碟應該怎麼選才最適合你的電腦?

不同接口固態硬碟協議

選購建議:

雖然PCI-E固態硬碟有諸多好處,但也不是每個人都適合。PCI-E固態硬碟由於閃存顆粒和主控品質問題,總體成本較高。相比傳統SATA固態硬碟價格貴很多,比如500GBSATA固態硬碟價格大概在六七百元,而同容量的PCI-E固態硬碟價格至少2000元以上。另外,由於PCI-E會占用總線通道,入門以及中端平台CPU通道數較少,都不太適合添加PCI-E固態硬碟,只有Z170,或者是X79、X99這樣頂級平台,才可以完全發揮PCI-E固態硬碟的性能。對於雙顯卡用戶,採用PCI-E固態硬碟會對顯卡性能造成一些影響,不過影響不大。總的來說,如果你是一個不差錢的土豪,那麼就選PCI-E固態硬碟吧!但如果你的整體平台屬於中低端,選一款普通的SATA固態硬碟也就足夠了。