Was sind M.2 und SATA? Was ist der Unterschied zwischen M.2-SSD und SATA-SSD? In diesem Artikel wird der SATA-Busstandard im Vergleich zum PCI-E-Busstandard, der AHCI-Modus im Vergleich zum NVMe-Modus ausführlich erläutert.
Kurze Einführung in SATA SSD und M.2 SSD
Wie wir alle wissen, hat SSD (Solid State Drive) im Vergleich zu HHD (Festplatte) die Vorteile einer schnelleren Lese- und Schreibgeschwindigkeit, geringerer Größe und kein Rauschen und so weiter. (Klicken Sie auf Vergleich zwischen SSD, HDD und SSHD, um mehr zu erfahren). Im Allgemeinen ist die SSD-Leistung besser als die von HHD.
Viele Computerbenutzer möchten die alte HHD durch eine neue SSD ersetzen. Allerdings hat auch der Schnittstellentyp der SSD einen Einfluss auf die Leistung. Einige Benutzer haben es bemerkt, wissen aber nicht, wie sich der Schnittstellentyp auf die Leistung auswirkt. Sie kennen den spezifischen Unterschied zwischen ihnen nicht.
Vor allem einige Benutzer wissen möglicherweise nicht viel über M.2-SSD und SATA. Sie stellen online Fragen, wie unten gezeigt.
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Also, was ist der Unterschied zwischen SATA-SSD und M.2-SSD? Noch wichtiger, was ist der Unterschied zwischen NVME-SSDs mit ihnen?
SATA SSD
Was ist SATA SSD? SATA SSD ist eine SSD mit SATA-Schnittstelle (Serial Advanced Technology Attachment). Bisher hat die SATA-Schnittstelle drei Versionen. Die derzeit gängige Version ist SATA Revision 3.0 (sog. SATA 6Gbps), die 2009 von der Serial ATA International Organisation (SATA-IO) veröffentlicht wurde.
Die SATA-Schnittstelle verwendet hauptsächlich das Protokoll AHCI (Advanced Host Controller Interface). Der Durchsatz (Übertragungsrate) von SATA 6 Gbps beträgt 6 Gbit/s und die theoretische Datenübertragungsgeschwindigkeit beträgt 600 MB/s.
M.2 SSD
M.2 SSD ist eine SSD mit M.2-Schnittstelle. M.2, auch NGFF (Next Generation Form Factor) genannt, ist ein Schnittstellenstandard der neuen Generation, der darauf ausgerichtet ist, die mSATA-Schnittstelle zu ersetzen. Im Vergleich zu mSATA-SSD hat M.2-SSD die Vorteile einer geringeren Größe und einer besseren Übertragungsleistung.
Die M.2-Schnittstelle kann in zwei Typen unterteilt werden: B-Taste (Buchse 2) und M-Taste (Buchse 3). Die B-Key-Schnittstelle kann den SATA-Busstandard und den PCI-E 3.0X2-Busstandard unterstützen und kann das AHCI-Protokoll oder das NVMe-Protokoll unterstützen.
Die M-Key-Schnittstelle unterstützt nur den PCI-E 3.0X4-Busstandard und das NVMe-Protokoll. Die theoretische Lese- und Schreibgeschwindigkeit kann bis zu 4 GB/s betragen.
Darüber hinaus verfügt die M.2-Schnittstelle über drei gängige Modulspezifikationen. Sie sind 2242, 2260 und 2280. Am gebräuchlichsten ist 2280, wobei die Zahl 22 für die Breite und die Zahl 80 für die Länge steht.
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M.2 SSD vs. SATA SSD
SATA-Bus-Standard vs. PCI-E-Bus-Standard
Der Bus ist eine allgemeine Kommunikationsleitung, die Informationen zwischen verschiedenen funktionalen Komponenten des Computers (wie CPU, Speicher, Festplatte und verschiedenen Eingabe- und Ausgabegeräten) überträgt. Es ist ein Übertragungskabelbaum, der aus Drähten besteht.
Der Busstandard legt technische Spezifikationen wie die Seite des Moduls und die Position der Pins fest. Daher können Hersteller Chips und Geräte (einschließlich Festplatten) gemäß Busstandards und -spezifikationen produzieren.
Der SATA Bus Standard ist ein externer Busstandard für Festplatten. Es verwendet den seriellen Verbindungsmodus, wodurch die Schnittstelle die Vorteile einer einfachen Struktur, einer schnellen Übertragungsgeschwindigkeit, einer hohen Ausführungseffizienz, einer stärkeren Fehlerkorrekturkapazität und einer Unterstützung für Hot-Plug bietet.
Der PCI-E-Busstandard ist ein interner lokaler Busstandard, der vorgeschlagen wurde, um den PCI-Bus (Peripheral Component Interconnect) zu ersetzen. Es handelt sich um eine serielle Punkt-zu-Punkt-Hochgeschwindigkeits-Zweikanalübertragung mit hoher Bandbreite.
Im PCI-E-Busstandard wird den angeschlossenen Geräten eine exklusive Kanalbandbreite zugewiesen und sie teilen sich keine Ressourcen mit anderen Geräten. Es unterstützt hauptsächlich Funktionen wie Active Power Management, Fehlerberichterstattung, durchgehend zuverlässige Übertragung, Hot-Swap und Quality of Service (QOS). Vor allem hat es eine sehr hohe Übertragungsrate.
Im Hinblick auf die Lese- und Schreibgeschwindigkeit geht der PCI-E-Busstandard dem SATA-Busstandard voraus. Beim SATA-Bus-Standard ist der Datenoperationsprozess wie folgt: Daten werden zuerst von der Festplatte in den Speicher gelesen, dann zur Berechnung in die CPU extrahiert und nach der Berechnung in den Speicher geschrieben und schließlich auf der Festplatte gespeichert.
Allerdings werden die Daten beim PCI-E-Bus-Standard direkt über den Bus mit der CPU verbunden, und es wird kein Speicher zum Aufrufen der Festplatte benötigt, so dass die PCI-E-Übertragungsgeschwindigkeit nahe an der maximalen Übertragungsgeschwindigkeit liegt.
Die Lese- und Schreibgeschwindigkeit hängt jedoch nicht nur vom Busstandard ab, sondern wird auch von Datenübertragungsprotokollen wie AHCI und NVMe beeinflusst.
AHCI vs. NVMe
Sowohl AHCI als auch NVMe sind Datenübertragungsprotokolle, die an der Schnittstelle arbeiten, um den Datenübertragungsmodus zu bestimmen. Es gibt auch andere Datenübertragungsprotokolle wie IDE (dieses Protokoll ist relativ alt).
AHCI ist ein von der Intel Corporation entwickelter technischer Standard, der einen Hardwaremechanismus spezifiziert, der es Software ermöglicht, Informationen mit SATA-Speichergeräten zu kommunizieren. AHCI kann SATA-Speichergeräte dazu bringen, erweiterte SATA-Funktionen wie Unterstützung für 32 Ports, Eliminierung der Master/Slave-Handhabung, Hot-Plug usw.
Mit anderen Worten, das AHCI-Protokoll kann das größte Potenzial der SATA-Schnittstelle ausschöpfen. Es sorgt dafür, dass jede Übertragungswarteschlange 32 Befehle trägt, optimiert die Festplattenwarteschlange und verwendet die NCQ-Technologie, um einen schnellen und reibungslosen Festplattenzugriff auf Daten zu ermöglichen und um Zeitverschwendung durch Kopfbewegungen zu reduzieren.
Das AHCI-Protokoll ist jedoch für traditionelles HHD ausgelegt und kann das Potenzial von SSD nicht ausschöpfen. Selbst wenn die M.2-SSD den PCI-E-Bus verwendet, darf die Lese- und Schreibgeschwindigkeit mit dem AHCI-Protokoll 600 MB/s nicht überschreiten. Und daher kommt das NVMe-Protokoll heraus.
Das NVMe-Protokoll (Non-Volatile Memory Express) wurde erstmals im Jahr 2011 veröffentlicht. Im Vergleich zu AHCI kann es die Latenzzeit erheblich reduzieren, weil bei der Befehlsgabe kein Zugriff auf Register erforderlich ist.
Darüber hinaus kann es 64 Warteschlangen unterstützen, von denen jede 64.000 Befehle enthalten kann, was die IOPS-Fähigkeit erheblich verbessert. Kurz gesagt, NVMe kann das Potenzial von SSD extrem aktivieren.
Lassen Sie uns eine Schlussfolgerung ziehen. Wenn die M.2-SSD nur das AHCI-Protokoll unterstützt, entspricht ihre Lese- und Schreibleistung der einer SATA-SSD. Wenn die M.2-SSD das NVMe-Protokoll verwendet, ist ihre Leistung viel besser als bei einer SATA-SSD.
Darüber hinaus können Benutzer das Datenübertragungsprotokoll im BIOS ändern, um die Computerleistung zu optimieren.
Hier ist ein Tutorial (nehmen Sie AHCI als Beispiel).
Schritt 1: Firmware eingeben.
Schritt 2: Ändern Sie das AHCI-Protokoll.
- Navigieren Sie zur Registerkarte Erweitert und stellen Sie den lokalen Bus-IDE-Adapter auf beides ein (Steht hauptsächlich für IDE-Protokoll, steht zweitens für AHCI).
- Es gibt mehrere BIOS-Schnittstellen, stellen Sie bitte sicher, dass die SATA-Konfiguration auf den AHCI-Modus eingestellt ist.
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Tatsächliche Datenträgerleistung
Wie wir alle wissen, wird die tatsächliche Leistung von Festplatten in Computern von vielen Faktoren beeinflusst. Benutzer können normalerweise Benchmark-Tests durchführen, um die tatsächliche Leistung der SSD zu testen. Zum Testen wird empfohlen, die Funktion Benchmark für Datenträger von MiniTool Partition Wizard kostenlos zu verwenden.
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Hier ist eine Anleitung zum Benchmark für Datenträger.
Schritt 1: Öffnen Sie die Funktion Benchmark für Datenträger.
- Laden Sie MiniTool Partition Wizard herunter und starten Sie es, um seine Hauptschnittstelle zu erhalten.
- Klicken Sie in der Symbolleiste auf Benchmark für Datenträger.
Schritt 2: Wählen Sie ein Laufwerk aus und stellen Sie Parameter ein, um die Datenträgerleistung zu überprüfen.
- Wählen Sie ein Laufwerk: Computerbenutzer wählen ein lokales Laufwerk oder ein Volume aus, um die Leistung zu überprüfen. Das physische Laufwerk, zu dem die lokalen Laufwerke gehört, wird anschließend aufgelistet.
- Übertragungsgröße: Bestimmt die Blockgröße im Datenübertragungsprozess. Benutzer können einen Wert von 1 KB bis 2048 KB auswählen. Wer aber die Leistung einer SSD testen möchte, sollte eine kleine Transfergröße wählen.
- Gesamtlänge: Sie reicht von 100 MB bis 4096 MB. Er bestimmt die Gesamtdatengröße, die geschrieben und gelesen wird.
- Queue-Nummer: Sie reicht von 1 bis 512. Sie bestimmt die Anzahl der E/A-Anforderungen, die in der Port-Warteschlange auf einen Dienst warten können.
- Thread-Nummer: Sie reicht von 1 bis 64. Dieser Wert bezieht sich normalerweise auf die CPU. Es hängt mit der Kernelnummer des Computers und der Hyper-Threading-Technologie zusammen.
- Testmodus: Es stehen drei Modi zur Auswahl: sequentiell, zufällig, sequentiell und zufällig. Wenn Benutzer die Leistung von Solid State Drives testen möchten, sollten sie den Zufallsmodus wählen.
- Abkühlzeit: Wird verwendet, um die Festplattentemperatur zu reduzieren, bevor der nächste Test gestartet wird.
- Parametervorschläge: Setzen Sie die Übertragungsgröße auf 4 KB, die Gesamtlänge auf 1024 MB, die Anzahl der Warteschlangen auf 32, die Anzahl der Threads auf 1 und den Testmodus auf zufällig. 2. Setzen Sie die Übertragungsgröße auf 4 KB, die Gesamtlänge auf 1024 MB, die Anzahl der Warteschlangen auf 256, die Anzahl der Threads auf 64 und den Testmodus auf zufällig.
Schritt 3: Klicken Sie auf Starten, nachdem die Parameter eingestellt wurden. Warten Sie dann Sekunden, um ein Ergebnis des Festplattenleistungstests zu erhalten.
Weil es sich bei dem getesteten Datenträger um eine SSD handelt, sollten Benutzer im zufälligen Schreib- und Lesemodus auf IOPS achten. Die obigen Ergebnisse zeigen nur den Durchsatz. Daher sollten Benutzer den IOPS-Wert durch einfache Berechnungen ermitteln. Hier ist die Berechnungsformel: IOPS = Durchsatz/Übertragungsgröße. Klicken Sie auf Festplattenleistungstest, um mehr über Festplattenleistungsindikatoren wie IOPS, Durchsatz usw. zu erfahren.
Wenn das ursprüngliche Computerbetriebssystem auf einer herkömmlichen Festplatte installiert wurde, möchten Benutzer möglicherweise wissen, wie Sie das Betriebssystem ohne Neuinstallation einfach auf SSD migrieren können.
Kaufempfehlungen für M.2-SSDs
Wenn Benutzer eine M.2-SSD kaufen möchten, sollten sie Schnittstellentyp, Protokoll, Preis und andere Faktoren berücksichtigen.
Zunächst sollten Sie überprüfen, ob das Motherboard M.2 SSD unterstützt, ob der Sockel zur Größe des Moduls geeignet ist und überprüfen Sie dann, ob der Computer den NVMe-Modus unterstützt. Danach können Benutzer Preis- und Kapazitätsfaktoren berücksichtigen.
Im Allgemeinen ist die M.2-SSD mit NVMe-Protokoll bei gleichen Kapazitäten fast doppelt so teuer wie M.2-SSD mit AHCI-Protokoll und SATA-Bus. Aber wenn möglich, lohnt es sich trotzdem, einen M.2 mit NVMe-Protokoll zu kaufen.
Endeffekt
Wenn Sie nach dem Lesen des Beitrags noch Fragen zu M.2-SSD und SATA-SSD haben, hinterlassen Sie bitte unten einen Kommentar zur Diskussion. Wenn Sie ein tieferes Verständnis davon haben, hinterlassen Sie bitte eine Nachricht zum Teilen. Wenn Sie beim Testen der Festplattenleistung auf Probleme stoßen, senden Sie natürlich eine E-Mail an [email protected], um Hilfe zu erhalten.
M.2 SSDs vs. SATA SSD FAQ
SATA SSD verwendet hauptsächlich das AHCI-Protokoll (Advanced Host Controller Interface). Seine theoretische Datenübertragungsgeschwindigkeit beträgt 600 MB/s.
Eine M.2-SSD kann das AHCI- oder NVMe-Protokoll unterstützen. Wenn die M.2-SSD das AHCI-Protokoll verwendet, ist ihre Lese-/Schreibleistung dieselbe wie die einer SATA-SSD. Wenn es das NVMe-Protokoll (PCI-E) verwendet, ist es viel schneller als eine SATA-SSD.
Wenn die Schnittstelle der M.2-SSD ein B-Key (Socket 2) ist und das NVMe-Protokoll unterstützt, ist sie mindestens dreimal schneller als eine SATA-SSD. Wenn die Schnittstelle von M.2 SSD M-Key (Socket 3) ist und das NVMe-Protokoll unterstützt, ist die Geschwindigkeit fast 7-mal schneller als die bei SATA-SSD.
Natürlich nicht, M.2 SSD unterscheidet sich je nach Schnittstelle zu Protokoll.