SATA vs NVMe SSD-er

Hvis du leter etter en SSD til datamaskinen din, vil du møte ulike alternativer. Noen av dem er relativt enkle, for eksempel kapasitet og hvor mye du er villig til å bruke. Noen alternativer kan være mindre forståelige for de som ikke er kjent med teknologien. SATA vs. NVMe er et av disse alternativene. Navnene forklarer egentlig ikke hva de er gode for eller hva fordelene med noen av dem er.

SATA

Vi har nylig gått i dybden på SATA . SATA har teknisk sett to deler, en logisk buss og en fysisk kontakt. Den fysiske SATA-kontakten brukes bare for SATA-lagringsenheter, selv om disse kan være HDD-er eller SSD-er. SATA-stasjoner kommer i et 3,5-tommers eller et 2,5-tommers format. HDD-er bruker vanligvis 3,5-tommers format for ekstra plass. SSD-er trenger veldig lite plass. Så bruker vanligvis 2,5-tommers formatet. Disse kan fortsatt passe i 3,5-tommers stasjonsbrønner, selv om en adapter kan være nødvendig. I tillegg lar noen adaptere deg få plass til to 2,5-tommers stasjoner i én 3,5-tommers stasjonsbrønn for økt lagringstetthet.

Det er tre generasjoner av SATA-kommunikasjonsbussen. Hver av dem doblet båndbredden til forrige generasjon. Med mindre du har å gjøre med gamle datamaskiner, ville du uansett ikke ha støtte for NVMe SSD-er. Du vil ha tilgang til SATA III-bussen. SATA III-bussen tilbyr opptil 6Gbs eller 600MBs båndbredde. Dette er betydelig raskere enn overføringshastigheten til harddiskene den ble designet for å koble til. SSD-er er begrenset og topper vanligvis rundt 550 MB overføringshastigheter. SSD-hastighet og maksimal båndbreddeavvik skyldes signaloverhead.

Det er også mulig å få SATA SSD-er i M.2-formatet. Formfaktoren er den eneste forskjellen mellom M.2 SATA SSD-er og 2,5-tommers SATA SSD-er. De har fortsatt den samme båndbreddebegrensningen på 600 MB. Bruker samme SATA-bussen til å kommunisere.

NVMe

NVMe er en nyere grensesnittspesifikasjon. Spesielt designet for å dra full nytte av den arkitektoniske ytelsen til SSD-er. Den ble standardisert i 2012 for å gi en raskere og lavere latens måte å koble SSD-er til datamaskiner på. Den første NVMe-stasjonen ble utgitt i 2013 og tilbød 3 GB lesehastigheter, 6 ganger raskere enn SATA ville ha tillatt. NVMe SSD-er har vært kommersielt tilgjengelige siden 2014.

NVMe er teknisk sett ikke en kommunikasjonsbuss som SATA. PCIe-bussen brukes faktisk til å overføre data. Vanligvis brukes fire PCIe-baner for SSD-er, selv om noen bruker åtte. De nøyaktige hastighetene som NVMe SSD-er tilbyr, avhenger av antall PCIe-baner som er tilordnet og PCIe-genereringen av disse banene. Forutsatt standard 4 baner, tilbyr PCIe Gen 3 4 GB båndbredde. I likhet med SATA gir hver generasjon dobbel båndbredde av forrige generasjon. Gen 4 gir 8 GB over fire baner, mens Gen 5 tilbyr 16 GB. PCIe Gen 5 har imidlertid bare så vidt blitt tatt i bruk, ettersom den får maskinvarestøtte.

NVMe SSD-er kan bruke tre standard kontakter. U.2 er et relativt ugunstig alternativ i det kommersielle markedet, selv om det ser mer bruk i datasentre. U.2 SSD-er kan bruke opptil fire PCIe-baner og 2,5-tommers stasjonsformfaktor. AIC eller tilleggskort er andre alternativer som plugges inn i PCIe-sporene på hovedkortet som et grafikkort.

Andre bruksområder

AIC SSD-er kan bruke opptil 16 PCIe-baner. Imidlertid bruker de fleste bare fire, mens noen bruker åtte. NVMe SSD-er bruker primært M.2-kontakten og formfaktoren. M.2 SSD-er er begrenset til 4 baner som U.2-stasjoner. Selve SSD-en sitter vanligvis flatt parallelt med hovedkortets plan, noe som gjør M.2 ekstremt plasseffektiv formfaktor.

Det faktum at noen M.2 SSD-er kan bruke SATA-bussen i stedet for å være NVMe er en kilde til forvirring. Portene, og dermed SSD-ene, har imidlertid distinkte "cut-out"-nøkler som indikerer hvilken protokoll de bruker. M.2 SATA-porter er ikke kompatible med NVMe SSD-er. Noen AIC-er er tilgjengelige som faktisk ikke gir noen lagring selv. I stedet deler de de 16 PCIe-banene i fire innebygde M.2-spor, som må fylles.

Hvis NVMe er raskere, hvorfor ville du få en SATA SSD?

Realistisk sett er det en no-brainer hvis du har et direkte valg mellom en NVMe SSD og en SATA en. Det er vanligvis svært liten prisforskjell for de samme kapasitetene mens ytelsesgapet er stort. Problemet er PCIe-bussen. De fleste kommersielle CPUer tilbyr totalt 20 brukbare PCIe-baner. En GPU tar vanligvis 16 baner, og etterlater akkurat nok PCIe-baner for én NVMe SSD.

Noen hovedkort har mer enn ett M.2-spor koblet til PCIe-bussen, men dette skjer ikke alltid. Når det skjer, er det ofte koblet til brikkesettet i stedet for direkte til CPU. Dette øker ventetiden og betyr at den tilgjengelige båndbredden deles med alle andre IO-enheter, inkludert USB og SATA.

Anta at du ikke har en dedikert GPU i systemet og bare bruker integrert grafikk. I så fall vil du ha flere tilgjengelige PCIe-baner. Du må sannsynligvis finne en AIC som tilbyr M.2-spor eller gir lagring direkte for å dra nytte av dem. Du kan også stille inn en dedikert GPU til å bruke 8 i stedet for 16 baner. Dette frigjør noe mer for NVMe SSD-er. Dette kan imidlertid føre til et fall i GPU-ytelsen.

Andre alternativer

Det andre alternativet er å bruke SATA SSD-er. De er ikke like raske, men de er fortsatt raskere enn HDD-er og er mye rimeligere enn de pleide å være. Hovedkort tilbyr også vanligvis en solid mengde SATA-porter for tilkobling. Så du kan generelt koble til ganske mange SATA SSD-er uten problemer.

I et oppsett der du har både SATA- og NVMe SSD-er, er det generelt bedre å sørge for at alt som vil være spesielt hastighetsfølsomt lagres på den raskere NVMe SSD-en. For eksempel drar operativsystemet, høyoppløselige videofiler og videospill nytte av raskere tilkobling. Mindre hastighetssensitive filer, som dokumenter og bilder, kan lagres på SATA-stasjonen, da de langsommere lese- og skrivehastighetene ikke vil utgjøre så mye forskjell i ytelse.

Konklusjoner

NVMe SSD-er overgår SATA SSD-er på alle måter. Det er en liten, men ikke spesielt betydelig prisfordel for SATA SSD-er. Det kan imidlertid tas enda lenger ved å kjøpe en HDD. Den primære brukssaken for SATA SSD-er i moderne datamaskiner er å legge til lagringsplass som rett og slett ikke kan leveres over NVMe. Dette skyldes det begrensede antallet PCIe-baner og fysiske kontakter.

SATA SSD-er fungerer også utmerket i eldre datamaskiner. Forutsatt at det finnes SSD-drivere for operativsystemet, kan de utkonkurrere HDD-er og blåse nytt liv i et gammelt system. Oppstartstiden kan reduseres betydelig dersom operativsystemet er installert på SSD-en. SATA SSD-er har absolutt sin plass, men det er mest når NVMe ikke er et alternativ.