那些串行ATA國際組織(SATA-IO)的研究員們在向世界發(fā)布SATA 6Gb/s規(guī)格時，一定非常自豪，可以想象他們當(dāng)時的想法——只要談到硬盤性能，我們就處于世界前列。

是的，看看那個一直吱吱作響的老機(jī)械硬盤存儲，6Gb/s接口速度即使在可預(yù)見的未來也會令人滿意。但令他們甚至是其他所有人都難以置信的是，SSD從一個幾乎無法實現(xiàn)的目標(biāo)(因為成本問題)到現(xiàn)在幾乎普通的存在，以及它能夠滿足幾乎所有的預(yù)算。

從那時起我們也認(rèn)識到，標(biāo)準(zhǔn)SATA 6Gb/s接口無法與SSD性能的巨大飛躍保持同步，用一些其他形式接口進(jìn)行高速度存儲的“狩獵”仍在進(jìn)行。并且很快變得明朗化——這項基于周圍所有新接口的理想技術(shù)會是一個主板的PCI Express通道。

各種基于PCIe的驅(qū)動器已經(jīng)出現(xiàn)很長時間了。SATA-IO推出的新生代SSD分別是 M.2和SATA Express兩個規(guī)格，盡管這兩項技術(shù)都是基于現(xiàn)有ACHI(高級主控制器接口)架構(gòu)。而我們所需要看到基于PCIe驅(qū)動器的真正潛能是一個完全理解非易失性存儲器的架構(gòu)，現(xiàn)在這個架構(gòu)也最終已經(jīng)以NVM Express或NVMe的形態(tài)實現(xiàn)，稍后會有更多。

首先，快速瀏覽一下眾多通過PCIe插槽使用SSD驅(qū)動器的方法。

適合所有人——華擎Z97 Extreme6主板采用PCIe, SATA Express Ultra M.2和M.2插槽。

主板PCIe插槽

SSD驅(qū)動器使用PCIe接口，在一個PCB上構(gòu)建，它的出現(xiàn)比大多數(shù)人想象的還要早，面向消費者和企業(yè)部門。比如2010年，OCZ是全球首個采用多控制器/ PCIe用戶級SSD的公司。

再有企業(yè)級驅(qū)動器如Fusion-io(現(xiàn)在屬于閃迪)，價格標(biāo)簽?zāi)茏屪钭孕诺腎T經(jīng)理都猶豫不決。還有幾年前KingSpec推出的一個基于PCIe的驅(qū)動器。

從初版RevoDrive ，連同一部分難得一見的驅(qū)動器，OCZ幾乎是靠自身為用戶級PCIe驅(qū)動器搖旗吶喊，直到2015年才看到了一個在PCIe方面瞄準(zhǔn)消費者市場的提升——Plextor有了M6e，G.Skil生產(chǎn)了Phoenix Blade，金士頓近期還推出了HyperX Predator，更多制造商都在爭相效仿。

M.2

M.2格式有些混淆不清，因為其同時支持SATA和 PCIe驅(qū)動器，但在此文中，我堅持PCIe版本。其又名NGFF，M.2驅(qū)動器有望接替mSATA成為超極本和外形更小的筆記本廠商首選方案。例如，聯(lián)想最新的X1 Carbon Gen3就采用了三星最新的SM951 PCIe M.2驅(qū)動器作為一個選項。

　　三星XP941 (上) SM951(下)

但使用并不是一朝一夕的事，mSATA發(fā)展也在循序漸進(jìn)，英睿達(dá)和三星發(fā)布了它們最新驅(qū)動器的mSATA版本，分別是MX200和850 EVO。

你會發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器貼上了如2230, 2242, 2260, 2280或22110的標(biāo)簽，2260和2280成為最常見的外形因素。這些數(shù)字代表驅(qū)動器的外形尺寸——2280表示22毫米寬80毫米長。該存儲也出現(xiàn)了單面和雙面版。

在一個桌面位置達(dá)到M.2驅(qū)動器最佳效果可能會出現(xiàn)一些問題，但是這些問題會隨著格式的成熟而得到解決。大多數(shù)目前的主板都有一個M.2插口只需要兩個PCIe通道就可以使用。為了獲得四倍速你要么采用一個英特爾X99芯片組主板要么找一個華擎制造的專用主板(我用了相當(dāng)好的Z97 Extreme6)，而Gigabyte擁有外部PCIe通道達(dá)到四倍速。

　　Lycom DT-120 M.2到 PCIe適配器

另一個選擇是使用一個適配卡如Lycom DT-120，將4個M.2驅(qū)動器用于一個PCIe插槽(4個插槽或以上)如此一來即便主板沒有M.2端口也可以使用。

SATA Express

SATA Express(部分SATA 3.2標(biāo)準(zhǔn))似乎已經(jīng)從一位勇敢新世界的圣人變成了一個平凡人，漸漸為人們所遺棄。SATA Express規(guī)格是關(guān)于一個接口而不是任何的驅(qū)動器架構(gòu)，旨在使SATA設(shè)備與PCIe總線共同作用，繞過6Gb/s SATA限制，支持PCIe標(biāo)準(zhǔn)(2.0和3.0)但只有2倍速。

　　西部數(shù)據(jù)的SATA Express驅(qū)動器PCMark 8基準(zhǔn)測試

2014年西數(shù)在臺北電腦展推出了一款SATA Express驅(qū)動器，目前也僅此而已。許多現(xiàn)有主板都有端口在等待被使用，而真正的SATA Express驅(qū)動器尚未投入市場。傳言該驅(qū)動器會是英特爾即將推出的Skylake平臺的一部分，如果是真，那它完全能重獲新生。但對個人而言，我想我能預(yù)見SATA Express作為一個用于外部驅(qū)動器快速接口的終結(jié)。

U.2

盡管SATA Express看來已經(jīng)被放入電影奪寶奇兵的“大型倉庫”里，一個連接2.5英寸SSD和PCIe總線的新接口已經(jīng)以SFF-8639的形態(tài)出現(xiàn)了，最近被小型設(shè)備工作組(SFFWG)重命名為U.2，U.2相對于SATA Express的直接優(yōu)勢是支持4條PCIe通道，同時支持NVMe。

英特爾有一個最新SSD 750的2.5英寸版本是面向消費者市場的，它就使用了這個連接器。因此這就是個找主板或M.2插槽適配器連接另一端電纜的事兒。

NVMe

基于PCIe的SSD難題——就是到現(xiàn)在還依靠2004年推出，支持機(jī)械硬盤的老舊AHCI架構(gòu)。

　　Intel SSD 750: NVM Express和U.2兼容連接器

NVMe的架構(gòu)第一次是在2007年假借非易失型主機(jī)控制器接口(NVMCHI)定義的。它已經(jīng)完全支持NAND內(nèi)存并承諾性能方面有大改善，還有一個寄存器接口，特別為NAND設(shè)計了指令和功能集，充分利用了基于PCIe的SSD存儲的低延遲和平行性。

最新的1.2規(guī)格包括支持SSD，使用系統(tǒng)RAM管理SSD，不是依靠驅(qū)動器的一個緩存芯片。驅(qū)動器會更簡單而且便宜，在某些情況下還提高了產(chǎn)品性能。除此之外還加強(qiáng)了熱量管理，以免SSD過熱。

就連微軟也意識到了這項技術(shù)的潛能，已經(jīng)在Windows 8.1建立了一個驅(qū)動程序，因此設(shè)備從可從該存儲類型啟動。

雖然三星的XS1715驅(qū)動器是第一個出門的，但唯一現(xiàn)有可用的驅(qū)動器是英特爾DC系列，針對企業(yè)部門。這之后又有了SSD 750的推出——第一款面向消費者市場的NVMe驅(qū)動器。

換代游戲

現(xiàn)在你會發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器都以2和4倍PCIe速度運行。甚至更為重要的性能方面也是或2.0或3.0，那么，有什么區(qū)別呢?

說到性能，在這些新生代產(chǎn)品中就有一個很大的區(qū)別。一個PCIe 2.0的理論帶寬是4Gbps，3.0是8Gbps。新一代4.0則是3.0帶寬數(shù)的2倍，速度不同。

　　金士頓的hyperx predator

HyperX 480GB Predator采用了適配卡的方法

為了展現(xiàn)各種類型接口的性能優(yōu)勢，我各種求拐借偷過來一系列驅(qū)動器進(jìn)行基準(zhǔn)測試。代表M.2接口的有Plextor的M6e 2x PCIe (2.0版)，2個三星驅(qū)動器，XP941 x4 PCIe(2.0版)和彪悍的SM951 x4 PCIe (3.0版)。

看看NVMe接口推向市場的產(chǎn)品——英特爾最新的SSD 750 1.2TB PCIe卡，金士頓的HyperX 480GB Predator (x4 PCIe, 2.0)驅(qū)動器，自然代表了PCIe驅(qū)動器。

金士頓的驅(qū)動器很有意思，因為它同時支持M.2和PCIe接口，不論是在M.2格式驅(qū)動器或是基于PCIe適配卡都可用。與SATA 6Gb/s相比我選擇了三星850 Pro——最快SATA驅(qū)動器之一。

可能有些人就淚奔了，SATA Express怎么樣?的確。如果有原型驅(qū)動器的話我會用西數(shù)。

如上所述，我用一個華擎Z97 Extreme 6主板做基準(zhǔn)測試;兩個PCIe Gen 3.0全長插槽和一個PCIe Gen 2.0全長插槽。

它有兩個M.2插口，一個在Gen3.0運行，另一個在Gen2.0上運行，支持SATA M.2驅(qū)動器，有一個SATA Express連接器。如果配置最新的BIOS，它還支持NVMe驅(qū)動器，可由此啟動，但啟動之前你要修補(bǔ)一下BIOS。

　　Plextor M6e M.2 SSD

盡管Windows 8.1安裝了一個本地NVMe的驅(qū)動程序，但我發(fā)現(xiàn)還得下載安裝英特爾自身驅(qū)動器。

基準(zhǔn)測試快照顯示SSD的能力在何處領(lǐng)先——性能和容量兩方面，確實，使用一個主板PCIe總線對于增加這兩方面留有很大的余地。

在PCIe帶寬里有大量空間來獲得更快的驅(qū)動器，尤其是PCIe Gen 4.0實現(xiàn)可用(2016/2017)。隨著對NVMe架構(gòu)越來越多的系統(tǒng)調(diào)整——在使用技術(shù)越來越先進(jìn)的NAND比如3D NAND時，我們也要看其存儲容量的增加。至于這些收益用來做什么誰也說不準(zhǔn)。

一場好戲

SSD采用主板PCIe插槽從未真正便宜過，主要因為直到現(xiàn)在它都只是針對企業(yè)領(lǐng)域——而用戶市場，則鮮少出現(xiàn)廠商競爭。

還記得當(dāng)年湖畔的OCZ RevoDrive嗎?是的，它發(fā)布了240GB型號，價格495英鎊，它的最新化身是RevoDrive 350，480GB價格620英鎊。兩相對比，HyperX Predator和英特爾SSD750的價格標(biāo)簽似乎不是那么難，看。

ATTO基準(zhǔn)測試

　　大文件吞吐量——橫條越長越好

真希望用戶PCIe存儲市場有2.5英寸SSD同等設(shè)備，這樣價格不斷被壓低，更多廠商也會加入該市場競爭。

M.2就有一個類似的來歷。雖然現(xiàn)在看來，有很多廠商生產(chǎn)驅(qū)動器，許多都是基于SATA而非PCIe，所以不得不要小心謹(jǐn)慎。舉個例子，三星不只生產(chǎn)XP941和SM951，同時還生產(chǎn)一系列基于850 Evo也就是SATA的產(chǎn)品。

CrystalDiskMark 3基準(zhǔn)測試

　　連續(xù)吞吐量——橫條越長越好

4K文件吞吐量——橫條越長越好

當(dāng)一個驅(qū)動器變得越來越容易買到時它的價格變化同樣有趣。三星M.2驅(qū)動器基本上是OEM產(chǎn)品。

SM951更容易買到——我找到了四家廠商，買這個沒什么困難，盡管如此這個驅(qū)動器在性能方面仍是XP941相形見絀，SM951也確實更便宜一點。512GB版本價格大概是340英鎊，比同容量XP941便宜個20英鎊。

當(dāng)然，另一個需要注意的是最新的技術(shù)，其前一代驅(qū)動器性能與成本的要相對平衡。用英特爾的1.2TB SSD750，大概800英鎊但你想想KingSpec 2TB Multicore的價格就平衡了。

在性能方面，除了順序?qū)懭?2.36GB/s對比英特爾的1.72GB/s)和4K順序讀取，英特爾驅(qū)動器絲毫不遜于KingSpec。不僅如此，英特爾的驅(qū)動器還將更精確和有保障的技術(shù)用于其NVMe架構(gòu) ，隨著速度提高，單位容量的成本降低，固態(tài)硬盤也變得越來越有趣。

本文由DOIT譯自The Register，原文《Thinking of adding an SSD for SUPREME speed? Read this》，原文鏈接：http://www.theregister.co.uk/2015/07/10/feature_pcie_ssd_for_consumers