硬盘接口及SSD升级研究

王伟

摘 要：CPU和内存的主频越来越高，显卡的性能也越来越强，然而主机的整体性能并没有提升，这是因为机械硬盘HDD（Hard Disk Drive）的速度成为了主机性能提升的瓶颈机械硬盘HDD越来越拖累主机的整体性能，随着固态硬盘SSD的价格不断降低，越来越多的用户也开始将HDD升级为SSD。本文对硬盘接口及SSD升级提供一些参考意见。

关键词：硬盘 接口 SSD 升级

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0123-02

CPU和内存的主频越来越高，显卡的性能也越来越强，然而主机的整体性能并没有提升，这是因为机械硬盘HDD（Hard Disk Drive）的速度成为了主机性能提升的瓶颈，HDD硬盘接口发展的滞后被越来越多的厂家和用户关注，随着固态硬盘SSD（Solid State Drive）的出现和价格的不断下降，越来越多的用户开始将HDD升级为SSD，使主机整体性能大幅度提升，运行大型软件和玩大型游戏不再卡顿，带来的畅快感觉不言而喻。

1 硬盘的接口

硬盘接口决定了硬盘的传输速率。硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道4种，IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分应用于服务器；SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场，而光纤通道只在高端服务器上，价格昂贵，普通用户一般只能接触到IDE、SATA这两种接口的HDD。

IDE接口硬盘是早期用户最早使用的硬盘，共推出了7个不同的版本：ATA-1（传输速率：3.3MB/s）、ATA-2（传输速率：16.6MB/s）、ATA-3（传输速率：16.6MB/s）、ATA-3（传输速率：16.6MB/s）、ATA-4，也称为ATA33（传输速率：33MB/s）、ATA-5，也称为ATA66（传输速率：66MB/s）、ATA-6，也称为ATA100（传输速率：100MB/s）、ATA-7也称为ATA133（传输速率：133MB/s）。IDE接口历经十几年的使用，早就不能满足用户对速度的要求，2001开始制定新的硬盘接口标准——SATA，2005年左右开始逐步取代IDE接口的硬盘。

SATA接口的硬盘历经的3代的发展。SATA 1.0/1.0a （1.5Gb/s，传输速率：150MB/s），已经超过了ATA100，甚至超过了ATA133的最高传输速率；SATA2.0 （3Gb/s，传输速率：300MB/s）；SATA3.0 （6Gb/s，传输速率：600MB/s）。

目前，HDD主要是SATA3.0接口，传输速率没有再进一步提高，且结构复杂、体积大、不抗震、不可拆卸、耗电大、寿命短，被SSD逐步取代已是大势所趋。

2 SSD各接口的区别

SSD是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，主要采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质，正常情况下可以不间断使用52.5年，大大超过HDD的5～8年寿命。

近几年，随着SSD的价格不断下降，笔记本电脑首先开始采用SSD取代HDD，台式机也迎来了升级SSD的热潮。新一代的固态硬盘普遍采用SATA 2.0接口、SATA 3.0接口、SAS接口、mSATA接口、PCI-E接口、M.2接口、和U.2接口等。

SATA 2接口、SATA 3接口：和HDD的SATA接口相同，且尺寸也与HDD完全相同。

SAS接口：序列式SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）接口。SAS由并行SCSI物理存储接口演化而来，兼容SATA设备。

mSATA接口：（mSATA：mini-SATA）是迷你版本的SATA接口，广泛用于超极本，超薄便携笔记本等设备，只有SSD，没有HDD。

SATA-E接口：SATA-Express接口，用于替代SATA接口。SATA-E接口采用PCI-E通道，有PCI-E 2.0 x2或者PCI-E 3.0 x2两种选择，其理论带宽分别为10Gbps和16Gbps两种，但是市场上支持SATA-E的SSD太少了，其普及之路还非常遥远。

PCI-E接口：采用PCI-Express接口，从PCI-E 2.0×2通道发展到PCI-E 3.0×4通道，支持NVMe协议标准，理论带宽可达32Gb/s，实际传输速率达到1000MB/s以上。

M.2接口：原名为NGFF接口，是Intel推出的一种替代mSATA新的接口规范，是为超极本量身定做的新一代接口标准，现在的部分台式机主板也支持M.2。

M.2接口有两种类型：Socket 2和Socket 3，其中Socket2支持SATA、PCI-E 2.0×2通道，如果采用PCI-E 2.0×2通道，理论带宽可以达到10Gb/s；而Socket 3可支持PCI-E 3.0×4通道，理论带宽可达32Gb/s。

3 SSD的升级选购

HDD严重拖累了主机的整体性能，升级SSD是发展的必然趋势。对于普通用户而言，由于SSD有多种接口，升级SSD并不轻松。

3.1 台式机直接升级SSD

普通用户采用得最多的选择。原来使用的是SATA接口的HDD，如果主板有多余的SATA 3.0接口和SATA接口的电源插头，可以直接购买SATA 3.0接口的SSD，容量120GB左右。

（1）关闭电源，打开机箱，固定SSD，连接SATA数据线和电源插头。

（2）用U盘启动盘启动WIN PE系统，对新的SSD分区（将全部容量分配给主分区）和格式化，用GHOST备份原HDD的系统，然后将备份的系统恢复到SSD上。原HDD可以作为数据盘使用。

3.2 台式机选购PCI-E SSD升级

如果用户的主板有两个显卡插槽，且都支持PCI-E 3.0接口标准，同时主板还支持NVMe协议标准，可以直接购买PCI-E 3.0的SSD，容量120GB左右。原HDD可以作为数据盘使用。

升级步骤同上。

3.3 DIY电脑升级SSD

DIY电脑的用户在选购主板时要注意主板的芯片组是否支持双显卡，是否支持PCI-E 3.0接口标准和NVMe协议标准；如果主板有M.2，要弄清楚是走PCI-E通道的M.2接口和不走PCI-E通道的M.2接口，还有对M.2尺寸的要求，M.2的尺寸有3种：2242、2260和2280，22是22mm宽，42mm、60mm、80mm长，尺寸不对将无法固定。

3.4 笔记本电脑升级SSD

将原来安装的HDD取下，直接安装SATA接口的SSD，在升级前先用软件测试一下HDD的接口，如：HD Tune等，如果是SATA2.0及以下，不建议升级SSD。

4 SSD发展趋势

4.1 容量方面

目前，SSD的容量已经达到4TB，但是价格高昂，甚至1TB的也要几千元，但随着厂家制作工艺不断完善，256～512GB的容量将成为主流。

4.2 接口方面

目前，SATA 3.0的接口还是主流，隨着越来越多的主板芯片对PCI-E SSD的支持，PCI-E接口和M.2接口将成为主流，未来U.2将接口统一。

5 结语

随着SSD的性能的提升和价格的不断下降，普通用户开始更多地关注SSD，越来越多的用户会进行SSD升级，会体验到整体性能提升带来的畅快，希望笔者的介绍能为用户提供一些帮助。

参考文献

[1] HD.升级要慎重SSD硬盘接口奥秘[J].电脑迷，2014（22）：

26-27.

[2] ASK.让整机性能飙起来SSD固态硬盘选购[J].电脑迷，2015（14）：32.endprint