SATA vs NVMe SSD

Om du letar efter en SSD för din dator kommer du att möta olika alternativ. Vissa av dem är relativt enkla, som kapacitet och hur mycket du är villig att spendera. Vissa alternativ kan vara mindre förståeliga för dem som inte är bekanta med tekniken. SATA vs. NVMe är ett av dessa alternativ. Namnen förklarar inte riktigt vad de är bra för eller vad fördelarna med någon av dem är.

SATA

Vi gick nyligen in på SATA . SATA har tekniskt sett två delar, en logisk buss och en fysisk kontakt. Den fysiska SATA-kontakten används endast för SATA-lagringsenheter, även om dessa kan vara hårddiskar eller SSD:er. SATA-enheter kommer i ett 3,5-tums eller 2,5-tums format. Hårddiskar använder vanligtvis 3,5-tumsformatet för det extra utrymmet. SSD-enheter behöver väldigt lite utrymme. Använd därför vanligtvis 2,5-tumsformatet. Dessa kan fortfarande passa i 3,5-tums enhetsfack, även om en adapter kan behövas. Dessutom tillåter vissa adaptrar att du får plats med två 2,5-tumsenheter i ett 3,5-tums enhetsfack för ökad lagringstäthet.

Det finns tre generationer av SATA-kommunikationsbussen. Var och en fördubblade bandbredden från föregående generation. Såvida du inte har att göra med gamla datorer, skulle du inte ha stöd för NVMe SSD:er ändå. Du kommer att ha tillgång till SATA III-bussen. SATA III-bussen erbjuder upp till 6Gbs eller 600MBs bandbredd. Detta är betydligt snabbare än överföringshastigheten för de hårddiskar som den designades för att ansluta. SSD:er är begränsade och toppar vanligtvis runt 550 MB överföringshastigheter. SSD-hastighet och maximal bandbreddsavvikelse beror på signaleringsoverhead.

Det går även att få SATA SSD i M.2-formatet. Formfaktorn är den enda skillnaden mellan M.2 SATA SSD:er och 2,5-tums SATA SSD:er. De har fortfarande samma bandbreddsbegränsning på 600 MB. Använder samma SATA-buss för att kommunicera.

NVMe

NVMe är en nyare gränssnittsspecifikation. Speciellt utformad för att dra full nytta av den arkitektoniska prestandan hos SSD:er. Den standardiserades 2012 för att ge ett snabbare och lägre latenssätt att ansluta SSD:er till datorer. Den första NVMe-enheten släpptes 2013 och erbjöd 3 GB läshastigheter, 6 gånger snabbare än SATA skulle ha tillåtit. NVMe SSD:er har varit kommersiellt tillgängliga sedan 2014.

NVMe är tekniskt sett inte en kommunikationsbuss som SATA. PCIe-bussen används faktiskt för att överföra data. Vanligtvis används fyra PCIe-banor för SSD-enheter, även om vissa använder åtta. De exakta hastigheterna som NVMe SSD erbjuder beror på antalet tilldelade PCIe-banor och PCIe-genereringen av dessa banor. Om man antar de fyra vanliga banorna, erbjuder PCIe Gen 3 4 GB bandbredd. Precis som SATA ger varje generation dubbelt så mycket bandbredd som föregående generation. Gen 4 ger 8 GB över fyra banor, medan Gen 5 erbjuder 16 GB. Men PCIe Gen 5 har precis börjat antas, eftersom den får hårdvarustöd.

NVMe SSD-enheter kan använda tre standardkontakter. U.2 är ett relativt ogynnsamt alternativ på den kommersiella marknaden även om det ser mer användning i datacenter. U.2 SSD-enheter kan använda upp till fyra PCIe-banor och en 2,5-tums enhetsformfaktor. AIC eller tilläggskort är andra alternativ som ansluts till PCIe-platserna på moderkortet som ett grafikkort.

Andra användningsområden

AIC SSD-enheter kan använda upp till 16 PCIe-banor. De flesta använder dock bara fyra, medan vissa använder åtta. NVMe SSD:er använder i första hand M.2-kontakten och formfaktorn. M.2 SSD-enheter är begränsade till 4 banor som U.2-enheter. Själva SSD:n sitter vanligtvis platt parallellt med moderkortets plan, vilket gör M.2 extremt utrymmeseffektiv formfaktor.

Det faktum att vissa M.2 SSD-enheter kan använda SATA-bussen snarare än att vara NVMe är en källa till förvirring. Portarna, och därmed SSD:erna, har dock distinkta utskurna "nycklar" som indikerar vilket protokoll de använder. M.2 SATA-portar är inte kompatibla med NVMe SSD:er. Vissa AIC:er är tillgängliga som faktiskt inte tillhandahåller någon lagring själva. Istället delar de upp de 16 PCIe-banorna i fyra M.2-kortplatser ombord, som måste fyllas i.

Om NVMe är snabbare, varför skulle du skaffa en SATA SSD?

Realistiskt sett är det enkelt om du har ett direkt val mellan en NVMe SSD och en SATA. Det är vanligtvis mycket liten prisskillnad för samma kapacitet medan prestandagapet är enormt. Problemet är PCIe-bussen. De flesta kommersiella processorer erbjuder totalt 20 användbara PCIe-banor. En GPU tar vanligtvis 16 banor, vilket lämnar precis tillräckligt med PCIe-banor för en NVMe SSD.

Vissa moderkort har mer än en M.2-plats ansluten till PCIe-bussen, men detta händer inte alltid. När det händer är det ofta anslutet till chipsetet snarare än direkt till CPU:n. Detta ökar latensen och innebär att den tillgängliga bandbredden delas med alla andra IO-enheter, inklusive USB och SATA.

Anta att du inte har en dedikerad GPU i ditt system och bara använder integrerad grafik. I så fall kommer du att ha fler tillgängliga PCIe-banor. Du måste förmodligen hitta en AIC som erbjuder M.2-platser eller tillhandahåller lagring direkt för att dra nytta av dem. Du kanske också kan ställa in en dedikerad GPU för att använda 8 istället för 16 banor. Detta frigör lite mer för NVMe SSD:er. Detta kan dock orsaka en minskning av GPU-prestanda.

Andra alternativ

Det andra alternativet är att använda SATA SSD. De är inte lika snabba, men de är fortfarande snabbare än hårddiskar och är mycket billigare än de brukade vara. Moderkort erbjuder vanligtvis också en solid mängd SATA-portar för anslutning. Så du kan generellt ansluta ganska många SATA SSD:er utan problem.

I en uppsättning där du har både SATA och NVMe SSD:er är det generellt sett bättre att se till att allt som skulle vara särskilt hastighetskänsligt lagras på den snabbare NVMe SSD:n. Till exempel drar operativsystemet, högupplösta videofiler och videospel nytta av snabbare anslutning. Mindre hastighetskänsliga filer, som dokument och foton, kan sparas på SATA-enheten eftersom de lägre läs- och skrivhastigheterna inte kommer att göra så stor skillnad i prestanda.

Slutsatser

NVMe SSD:er överträffar SATA SSD:er i alla avseenden. Det finns en liten men inte särskilt betydande prisfördel för SATA SSD:er. Det kan dock tas ännu längre genom att köpa en hårddisk. Det primära användningsfallet för SATA SSD-enheter i moderna datorer är att lägga till lagringsutrymme som helt enkelt inte kan tillhandahållas över NVMe. Detta beror på det begränsade antalet PCIe-banor och fysiska kontakter.

SATA SSD fungerar även utmärkt i äldre datorer. Förutsatt att det finns SSD-drivrutiner för operativsystemet kan de överträffa hårddiskar och blåsa nytt liv i ett gammalt system. Starttiderna kan reduceras avsevärt om operativsystemet är installerat på SSD:n. SATA SSD:er har verkligen sin plats, men det är mest när NVMe inte är ett alternativ.