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各位读者好啊，上一期我们说了一部分的硬盘接口，这一期我们继续这个内容。 首先就是我们现在很多中高端平台都在用的M.2接口。M.2接口原名为NGFF接口，全名是Next Generation Form Factor，它是为笔记本电脑制订的新一代接口标准，用以取代原来基于MINI PCIe改良而来的MSATA接口。
M.2接口有两种类型：Socket 2（B key——ngff）和Socket 3（M key——nvme），其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口，而如果采用PCI-E ×2接口标准，最大的读取速度可以达到700MB/s，写入也能达到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4接口，理论带宽可达4GB/s。intel主导制定的M.2接口实际上是个庞大的总集，M.2接口根据类型和用途不同，它有A/B/C/D/E/F/G/H/J/K/L/M规范之分。
其中A、E口两种类型常用于WiFI/蓝牙无线模块、NFC模块等，跟咱们今天的主题无关，所以先不管它。而B口和M口才是我们常见的SSD接口。通常。B口定义为“Socket2”，M口被定义为“Socket3”。
M.2接口支持一大堆的协议，但是我们只需要知道M.2固态硬盘上一般使用的只是PCIE和SATA就行了。还有就是尺寸问题了，M.2接口有丰富的可扩展性，从最短30mm开始，最长可以做到110mm，可以提高SSD容量。而且单面闪存厚度为2.75mm，双面闪存布局厚度不超过3.85mm。而我们日常见到的M.2固态一般只有2242/2260/2280这三种规格。
至于速度，上面我们刚才说了，M.2接口SSD分别有B、M两种口，接口。其中，B口走SATA通道兼容PCIe×2，最大理论读写速度PCIe×2可以达到700MB/s、SATA通道可以达到500MB/s，而M口专为高性能储存设计，走PCIe×4通道，最大理论读写速度高达4000MB/s。B口通过SATA通道传输一般会使用AHCI协议，而M口通过PCIe×4通道传输一般会使用NVME协议。当然，目前已经有支持PCIE4.0的M.2固态推出了，而使用PCIE4.0协议的固态理论最高速度可以达到之前的两倍。 NVMe全称Non-Volatile Memory Express，非易失性储存器标准，是使用PCI-E通道的SSD一种规范，NVMe的设计之初就有充分利用到PCI-E SSD的低延时以及并行性，还有当代处理器、平台与应用的并行性。 接下来就是U.2接口了。U.2接口，原先叫SFF-8639，由Intel一手推动。别觉得奇怪，M.2接口原来还叫NGFF呢。U.2接口本质上其实就是SATA Express，不过就像我们上一篇文章说到的那样，SATA-E物理接口是通过SATA 6Gbps接口改造的。它使用了2个SATA 6Gbps接口和一个只有4pin针脚的接口连接PCI-E，这样做的最大好处就是保持向下兼容，因为目前原生支持SATA E硬盘的数量实在是太少太少了。
U.2接口的设计思路与SATA-E差不多，尽可能利用现有的物理接口，但带宽更快，相对于SATA E从PCI-E x2变成了PCI-E 3.0 x4，此外还增加了许多新协议支持，比如NVMe，这些都是SATA E接口不具备的。
U.2的设备端接口融合了SATA及SAS接口的特点，中间用针脚填满SATA接口留下的空缺，并预留了L型防呆设计，所以可以兼容SATA、SAS及SATA E规范，主板那一端则是mini SAS（SFF-8643)接口，设备端的U.2线则是一端接在SATA电源上，一端接在U.2硬盘的数据口上。 U.2接口的最大特色就是支持NVMe标准协议，高速低延迟低功耗，带宽走PCI-E 3.0 x4，理论传输速度高达32Gbps，而SATA只有6Gbps,比SATA快了5倍之多。所以U.2接口和M.2接口完全可以互相转接而不丢失性能。
不过，虽然U.2接口看起来厉害的很，但是可惜的是，目前民用支持U.2接口的设备太少了，所以，同志还需努力啊。 既然前面我们提到了SAS接口，那么接下来我们就来说说它吧。SAS接口也叫串行SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）是一种电脑集线的技术，其功能主要是作为周边零件的数据传输。当人考虑能否存在一种方式可以将SATA与SCSI两者相结合，这样就可以同时发挥两者的优势了。在这种情况下SAS应运而生。
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。 1.串行SCSI协议 (SSP) —用于和SCSI设备沟通。 2.串行ATA通道协议 (STP) —用于和SATA设备沟通。 3.SCSI管理协议 (SMP) —用于对SAS设备的维护和管理。 有意思的是，在物理层，SAS接口和SATA接口完全兼容，SAS包含SATA协议，所以SATA硬盘可以直接使用在SAS的环境中，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。
最后就是传输速度了。 第一代SAS为数组中的每个驱动器提供 3.0 Gbps（300MB/s）的传输速率。 第二代SAS为数组中的每个驱动器提供 6.0 Gbps（600MB/s）的传输速率。 第三代SAS为数组中的每个驱动器提供 12.0 Gbps（1200MB/s）的传输速率。 虽然SAS接口很强，但是在家用方面我们很多时候根本用不上其中的很多功能，所以，SAS多用在服务器或商用领域，家用还是以SATA为主。 刚刚说到了SCSI接口，SCSI接口又是怎么回事呢？SCSI接口，中文名为小型计算机系统接口（英语：Small Computer System Interface; 简写：SCSI）它是一种用于计算机和智能设备之间（硬盘、软驱、光驱、打印机、扫描仪等）系统级接口的独立处理器标准。是一种智能的通用接口标准，它具备与多种类型的外设进行通信的功能。 SCSI是与设备无关的I/O子系统，它允许把一些不同的设备连接到一个计算机系统上。设备的无关性意味着当连接某种设备时，并不需要知道有关该设备的任何特别的信息。SCSI可以通过相应的命令从设备处直接获得必要的参数，因而所有关于设备的特定信息都放在了外围设备上。
最初的SCSI标准的最大同步传输速率为5MB/s（SCSI-1，又名NarrowSCSI，1986年诞生，最大支持7个设备，时钟频率为5MHz），后来的SCSI II 规定了2种提高速度的选择。一种为提高数据传输的频率，即Fast SCSI（1994年，最大支持7个设备），由于频率提高一倍，达10MB/s（10MHz）；另一种提高速度的选择是传输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。即Wide SCSI，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，但没有统一标准： 1. 最大同步传输速度达到20MB/s的Ultra SCSI（又称为Fast-20 SCSI，时钟频率为20MHz）； 2．最大同步传输速度达到40MB/s的Ultra Wide SCSI（同1）； 3．最大同步传输速度达到40MB/s的Ultra2 SCSI（又称为Fast-40 SCSI，时钟频率为40MHz，1997年）。 稍后，又出现了一些更新的SCSI标准： 1. 最大同步传输速度达到80MB/s的Ultra2 Wide SCSI（时钟频率为40MHz）； 2．最大同步传输速度达到160MB/s的Ultra 3 SCSI（又名Ultra-160或者Fast-80 Wide SCSI，时钟频率为40MHz加双倍数据速率，1999年）； 3．最大同步传输速度达到320MB/s的Ultra 320 SCSI（又名Ultra 4 SCSI，时钟频率为80MHz加双倍数据速率，2002年）； 4．最大同步传输速度达到640MB/s的Ultra 640 SCSI（时钟频率为160MHz加双倍数据速率，2003年，是目前最新的SCSI标准） 说实在话，这个接口我实在是没用过，而且我也没用过支持这种接口的电脑，所以对于这个接口实在是不甚了解，上边的内容都是我在网上查的资料，如果有什么错误的地方换用大家指正。 最后就是PCIE接口了。怎么说呢？这个接口并不是专用的硬盘接口，什么显卡啦，声卡啦，巴拉巴拉的都可以用PCIE接口。至于为什么放在这，是为了我接下来的文章做个铺垫，我接下来会写关于PCIE接口的科普的。
PCI-Express (peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准，PCIE接口的固态硬盘也只是它其中的一种应用，而且M.2和U.2接口的NVME固态硬盘数据传输的时候也是通过PCIE总线传输的。 具体如何我会在接下来的文章中为大家详细了解。 啊！终于把我能了解到的硬盘接口写完了，说实话，我自己也是收获颇丰，硬盘接口这玩意作为很早之前就存在的东西，实在是太多了，而且作为非专业人士，其中很多东西我也是似懂非懂，如果有什么错误希望大家指出，谢谢大家的阅读，如果有喜欢的小伙伴欢迎关注，查看我更多的文章。 |
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