2024年1月6日发(作者：)
电子技术与软件工程Electr
onic
Tech
nology
&
Software
Engineering电子技术Electronic
Tech
nology固态硬盘接口分类及特点分析马伟强(河南应用技术职业学院信息工程学院
河南省郑州市
450042
)摘
要：本文首先列出了当前常见的固态硬盘接口类型，接着就不同接口类型的固态硬盘性能特点进行了详细阐述，使大家能够深入
了解目前市场出现的不同尺寸、不同接口、种类繁多的固态硬盘的性能特点，以便大家在购买固态硬盘针对自己实际需求进行更好的选择。关键词：固态硬盘；SATA;
mSATA;
M.
2;
SATA
Express;
SAS;
PCI-E;
U.
2固态硬盘，简称
SSD
(Solid
State
Disk
或
Solid
State
Drive)是
Specification14^3
mSATA接口采用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘，自第一款固态硬盘出现至
今30多年来，人们为了得到体积小、传输速率更快的固态硬盘，
对固态硬盘的制作工艺及接口标准进行了不断的尝试和更新。固态
mSATA是mini-SATA的简写，又称迷你版本SATA接口，
硬盘的尺寸从传统的2.5寸发展到目前只有一个硬币大小。重量从
mSATA接口固态硬盘，体积更小，重量更轻，多用于笔记本电脑，
新的台式机主板也会提供这种接口。mSATA⑸接口固态硬盘长度有
原来250克以上发展到目前小于10克，接口种类从传统的SATA⑴
接口，发展到
mSATA,
M.2叫
SATA
Express,
SAS,
PCI-E,
U.2
两种，一种是全高尺寸M50
mSATA和半高尺寸M30
mSATA的。
固态硬盘mSATA接口的推出是固态硬盘(SSD)小型化的一个重
要过程。该接口有52个引脚，硬盘正面引脚单数1、3到51,硬
盘背面引脚双数2、4到52。接口。本文着重从固态硬盘接口分类及不同接口固态硬盘的特点进
行详细分析。1固态硬盘接口分类目前市场上常见的固态硬盘接口分类如表lo4
M.
2接口表1列出的固态硬盘常见接口中SATA是最常见的固态硬盘接
口，mSATA、M.2接口的固态硬盘体积小、重量轻，笔记本电脑常
M.2接口，是一种替代MSATA新的接口规范，M.2接口固态
硬盘尺寸更小，传输性能更高。M.2接口有两种类型：Socket
2
(B
用。SATA
Express接口的固态硬盘使用不多。SAS接口硬盘多于企
key-ngff161)和
Socket
3
(M
key-nvmepl)。M.2
Specification
Revision
1.0
标准中
M.2
SSD
主要有四种尺寸：业级(服务器)硬盘接口，PCI-E131固态硬盘类似显卡需要插入主
板插槽使用。U.2接口可支持多种型号固态硬盘，下面就各种固态
硬盘接口及特点进行详细说明。(1
)
2242
宽度
22mm,长度
42mm,
key
位
B
和
M；(2)
2260
宽度
22mm,长度
60mm：
key
位
M；(3)
2280
宽度
22mm,长度
80mm.
key
位
B
和
M；2
SATA接口(4)
22110
宽度
22mm,长度
110mm,
key
位
B
和
M。SATA接口，简称串口，一种基于行业标准的串行硬件驱动器
接口。SATA接口支持热插拔，传输速度快，是当前大多数机械硬
M.2
固态硬盘
Socket
2
(B
key-ngff)接口和
Socket
3
(M
key-
nvme)固态硬盘接口不同在于Socket
2
(B
key-ngff)接口使用是
盘和固态硬盘的主流接口。SATA接口按照连续串行的方式传送数
据，每次传送1位数据。与老式IDE接口相比SATA接口的针脚
SATA协议，接口针脚处有两个凹，三段金手指；Socket
3
(M
key-
nvme)接口使用NVME协议则是一个凹，两段金手指。同样是M.2
接口
NVME协议接口固态硬盘传输速度更快。数目大幅减少，传输速度快、效率高。SATA四根连线分别连接电
缆、连接地线、发送数据和接收数据，这样的架构减少了系统能
5
SATA
Express接口耗和系统复杂性。目前SATA固态硬盘盘体尺寸为2.5寸，长度有
半高、全高二种。SATA接口是使用最广的硬盘接口，SATA接口
的版本标准也在不断更新。目前最新的是Serial
ATA
Revision
3.4SATA Express接口，简称SATAE接口，其接口由一字排开
的三部分组成，包括两个SATA3接口和一个4pin针脚的mini版
SATA专用接口。该接口能兼容SATA标准的老硬盘。目前市场上
表1：固态硬盘常见接口分类表固态硬盘接口接口特点SATAmSATASATA协议有不同版本M30
msata、M50
msataSocket
2
(B
key------ngff)和
Socket
3
(M
key------nvme)M.2SATA
ExpressSASSATA
+
PCI-Express
的混合体与SATA接口兼容PCI-EU.2PCI-E固态盘使用PCI-Express总线与主板通信别称是SFF-863993
电子技术Electronic
Technology电子技术与软件工程Electronic
Technology
&
Software
EngineeringSATA-Express接口固态硬盘很少见，该接口可通过数据转接线实现
与其他接口转换。主机端体现为mini
SAS
(SFF-86431101)接口，设备端包含电源接头
及U.2硬盘的数据接口，U.2的固态硬盘接口接兼容SATA、SAS
及SATA
E规范。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-E3.0
x4o6 SAS接口SAS接口即串行连接SCSI接口，SAS的接口看起来和SATA
类似，但SAS具有良好的兼容性。SAS接口可以连接双端口、高
目前，在U.2
SFF-8639接口基础上又推出了
SFF-TA-1001
1111 接
口称为
U.3
接口，SFF-TA-1001
接
口兼容
SAS/SATA/NVMe
性能的SAS驱动器，也可以连接高容量常见的SATA驱动器。SAS
支持3种类型协议，根据连接的设备使用相应的协议进行数据传输。
其中传统的串行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，该协议使得该接口支持
SSD,支持NVMe
1.4协议，最高PCIe
4.0
x4通道、并可选PCIe
2x2、1x4通道配置，与传统8639单端口不同,SFF-TA-1001
U.3接口，
支持单端口和双端口可靠性和冗余性更佳。传统SCSI硬盘；SATA通道协议(STP)用于SAS和SATA之间数
据的传输，使得SAS接口可已实现SAS接口和SATA接口兼容。
9结束语为了使用户在不拆机的情况下，能够确认自己硬盘的接口、
在上述3种协议的支持下，SAS接口设备和SATA接口设备以及部
分SCSI设备可以互相支持兼容传输数据。SAS接口既支持机械硬
盘(一般为高速机械盘)又支持固态硬盘，SAS硬盘多属于企业级
(服务器)用硬盘。传输速率等各项详细指标，推荐大家使用二款硬盘测试软件，
HDTune硬盘测试软件和CrystalDisklnfo硬盘驱动器状态监视程序。
通过运行软件可以看到硬盘序列号、接口、传输模式、传输速率等
各项指标。目前市场上使用最多的是SATA固态盘，笔记本电脑固
SAS接口和SATA接口类似，区别就在于中间是否存在缺口。
SATA接口，信号区和电源区之间是分离的，中间存在缺口。SAS
接口中间没有缺口，并且在此基础上增加了一组传输信号。这组新
态硬盘多使用mSATA、M.2接口。当前新推出的电脑主板支持多
种硬盘接口，不同类型接口的固态硬盘还可通过各种转接卡、连接
线进行接口转换。增加的信号是用来实现SAS双端口功能的。SAS硬盘驱动器的接
口，其规范是FF-8482叫
它采用硬键锁定式设计，以防止SAS插
参考文献到SATA驱动器系统中。[1
]Ser
i
a
1
ATA
Interna
t iona1
Organiza
t
i
on:
Serial
ATA
7 PCI-E接口PCI-Express是一种高速串行计算机扩展总线标准。PC1-E总线
将替代旧的PCI,
PCI-X和AGP总线标标准。Revision
3.
0
[S].
June2,
2009.
Gold
Revision.[2]
李燕.揭秘SATA3和M.2型固态硬盘存储技术[J].计算机与
网络,2017,
43
(23):
-E
X16插槽分为前后两部分，短的插槽部分有22根针脚，
主要用于供电，长的插槽142根，主要用于数据传输。PCI-EX16
[3]
陈沪娟.固态硬盘管理问答[J].网络安全和信息化，
2019
(03):
165-170.[4]
Ser i
a
1
ATA
Internat
iona1
Organizat ion:
Serial ATA
插槽全长89mm,
164根针脚。PCI-E
xl6
4-：要用于对传输速度要求
较高的显卡以及RAID阵列卡等，这个插槽拥有优良的兼容性，可
以向下兼容xl/x4/x8级别的设备。Revision
3.
4[S].
February
Revision.[5]
王伟.硬盘接口及SSD升级研究[J],科技创新导报,2017,
PCI-E
x8插槽全长56mm,有98根针脚，多数位于第二条和
第三条。14
(26):
123-124.[6]
王健.超高速存储深度解读SSD[J].电脑爱好者，2019(4):4-
-E
x4插槽或者用于PCI-E
SSD固态硬盘，或者是通过
PCI-E转接卡安装的M.2
SSD固态硬盘。[7]
王爱梅，胡泽志.NVMe
SSD硬盘的弹出状态指示的方案[J].
电子技术与软件工程,2019(15):
-E
xl插槽的长度最短。PCI-E
xl插槽主要用途是用于插入
独立网卡、独立声卡、USB
3.0/3.1扩展卡等。PCI-Exl是用来替代
[8]
SFF
Committee
SFF-8482:Specification
for
Serial
原来的PCI设备的，PCI-E固态硬盘要插入PCI-E插槽，因PCI-E
Attachment
2X
Unshielded
Connector [S].
Rev
2.5
August固态硬盘高速读写时会发热，-般会加散热板。为了更高的兼容
各类硬盘，市场推出了固态硬盘转接卡M.2
(NGFF、NVME)和
31.
2018.[9]
SFF
Commi t
tee
SFF-8639: Specification
f
or
Muit
i
f unct
ion
PCIE互相转换。8
U.2接口U.2
接口即
U.2
SFF-8639[9]接口，U.2
接口
是一种是一款
68
针驱动器接口，特色是高速低延迟低功耗，具有更高的信号质量，
可支持
12Gb/s
SAS
和
Gen3
x4
PCIe
或
PCI
Express
NVMeo
U.2
接
6X
Unshielded
Connector
[S].
Rev
2.
1
May
26.2017.[10]
SFF
Commi t teeSFF-8643:Spec
i
f
icat
ion
for
Mini
Multi
lane
4/8X
12
Gb/s
Unshielded
Connector
(HD12un)
[S].
Rev
3.5
September
22.2014.[11]
SFF-TA-1001
Spec
i
f
i ca t
i
on
for
Un
iversa
1
x4
L
i nk
Def
ini t
ion
for
SFF-8639
[S].
Rev
1.
1
May
28.2018.作者简介马伟强(1975-),男，河南省偃师市人.硕士学位，副教授.研
究方向为计算机硬件、计算机编程.口可以集成到多个驱动器的线路板上，也可以集成到单个驱动器
“T-Card”适配器上。这种接口可以支持多端口
SAS,最多4个
Lane的PCIE总线。U.2接口主机端(HOST)和设备端(DEVICE)接口有所不同，
94
发布评论