隨著固態硬盤的日益普及使其高速讀寫的特點給筆記本電腦、平板電腦用戶留下了深刻的印象。而目前普通消費者主要關注固態硬盤仍然是平均讀寫速度、主控方案、閃存顆粒制程、擦寫次數等參數方面,殊不知如今的固態硬盤與機械硬盤成為PC速度瓶頸一樣,面臨著接口帶寬的瓶頸問題。
當然,我們這里主要指的是SATA 3接口,這個6Gbps帶寬的接口,在我們此前的測試中,最多僅能達到560MB/s左右的寫入速度,這還是在我們特意搭設的平臺之下獲得的極限數據,而當下廣泛應用的19nm制程的閃存顆粒的讀寫速度早已超越了該帶寬。由此可見,固態硬盤的接口對其整體速度的影響還是非常大的。目前市面上常見的接口你認識哪些?而這些接口背后又有哪些不為人知的故事呢?我們有幸與固態硬盤新貴--特科芯的研發工程師一起探討關于固態硬盤接口的問題,難能可貴的是,特科芯擁有當前所有流行接口的固態硬盤產品線。
主流SATA 3接口
SATA接口是為替代PATA接口(也就是我們常說的IDE接口)而生,其訊號線接腳僅7-pin,可將接口寬度降至1cm以下,非常適用于封裝尺寸較小的固態硬盤。此外,該接口采用對點串行的方式傳送訊號,每1條信道只支持1個裝置,可將干擾降至最低。然而,固態硬盤的發展速度之快,令最早于2001年推出SATA 1的SATA系列接口已經有力不從心之感。最新的SATA3接口雖然擁有600MB/s的讀寫速度,但事實上這個號稱主流的接口也僅能支撐當前主流游戲與影音娛樂的需求,在面對大文件讀寫、復雜圖形化處理時,SATA3的帶寬便會成為整個運算過程的瓶頸。在其他硬盤接口普及之前,用戶通常可以用RAID 0的數據并行方式來提升帶寬。
小型化mSATA接口
mini-SATA(簡稱mSATA)接口是SATA接口為固態硬盤小型化所作的嘗試,與2.5英寸或1.8英寸封裝的產品不同,它采用了DOM(Disk on module)型態的嵌入式的設計,由于蘋果在2012年前推出的MacBook Air采用了該接口的SSD,使其開始受到關注。但在與以下兩種嵌入式設計的接口相比,它的競爭力還略顯不足。
TIPS:mSATA接口(基于后者改良)的外觀與mini PCI-E完全一樣,但內部信號不同,因此互不兼容。除了標準尺寸,廠商還可以根據自己的需要定制長度,因此mSATA固態硬盤經常會長短不一。
EFashion:除了速度外,特科芯怎么看SSD與接口間的關系?
特科芯:常用支持SATA3接口的SSD主控擁有8條通道、 64bit地址線,其中每條通道最多只能接駁64GB閃存。以此前的消費類SSD為例,如果匹配的是串行SATA接口,而主板的SATA控制器仍停留在64 bit地址線的情況下,根據水桶法則是無法擴展位寬的,這意味著SSD容量將限制在512GB以內,當然現在的技術已經解決了這個問題,從而達到TB級別的容量。而常用支持PIC-E接口的SSD主控擁有32條通道、更多地址線的主控,所以它不受位寬限制。
EFashion: SATA官方組織已經開始著手制定全新的SATA Express接口規范,特科芯是否看好全新標準的SATA接口?
特科芯:SATA Express是一種新型接口標準,在原有SATA的基礎上引入PCI-E總線技術,從而大大提升傳輸速度, PCI-E 2.0標準下理論帶寬可達約780MB/s,超越現有的SATA 6Gbps。它的存在只要能給消費者帶來實際利益和性能,特科芯都將會著手研發。
特科芯PER820 SATA3固態硬盤
作為特科芯的SATA3接口高端產品,PER820固態硬盤采用了當下市面上非常先進的東芝19nm制造工藝的Toggle MLC閃存顆粒,配以 SandForce SF-2200原裝主控,能夠提供穩定、高速的讀寫過程,經測試,其256GB容量的PER820固態硬盤順序讀取速度最高可達到555MB/s,寫入速度達到530MB/s,而4K自由讀取與寫入的測試成績也分別達到了48950IOPS與40490IOPS。正是高品質閃存顆粒與成熟主控的搭配,加上特科芯嚴謹的制造工藝,帶來長達10年的使用壽命(測試標準為每天寫入256GB),而平均無故障時間也達到了120萬小時。除此之外,廠商還提供長達3年的質保,為消費者帶來更多保障。
專業化PCI-E接口
與主流的SATA接口相比,PCI-E主要用于內嵌式應用。也就是說,它與mSATA接口一樣采用了DOM設計,但它比SATA擁有更大帶寬,能使性能和容量取得進一步提升,充分發揮固態硬盤潛能。目前最快的PCIE 3.0擁有最大750MB/s的讀寫速度,若以高階顯示適配器所采的×16規格來看,PCIE 2.0、 PCIE 3.0分別可達單向8GB/s、 12GB/s的傳輸速率。非常適合專業人士與服務器等行業類設備使用。
EFashion:不同接口的固態硬盤有什么區別?
特科芯:不同接口擁有不同的構架、接口尺寸、信號標準與封裝形式,SATA接口固態硬盤即傳統的2.5英寸封裝的SATA標準接口,SATA 3的帶寬限制傳輸速率上限為600MB/s;mSATA接口固態硬盤mSATA接口是標準SATA的迷你版本,尺寸更小、通過mini PCI-E界面傳輸信號,傳輸速度支持1.5Gbps、3Gbps、6Gbps三種模式;NGFF接口,也是就是我們時常說的M.2接口尺寸比mSATA更小,采用SATA 傳輸標準的NGFF接口SSD最大連續速度達到了600MB/s,采用PCI-Express x2傳輸標準的NGFF接口SSD最大連續速度達到了700MB/s,寫入也高達550MB/s,采用PCI-Express x4傳輸標準的NGFF接口SSD最大連續讀寫速度均達到了"GB/s"的級別。目前特科芯在三種主流接口上均有不同類別的產品推出,接下來會為大家介紹。
EFashion:諸如PCI-E、NGFF等未封裝的SSD,在手持時器件是否會有被人體靜電擊穿損壞之風險?
特科芯:會,所以一般而言未封裝產品盡量不要讓人體各部分與元器件接觸,即使接觸也需要一定的防護措拖。
前景無限的NGFF接口
2012年,英特爾提出了更小的NGFF (Next Generation Form Factor)接口,也被稱為M.2。英特爾將這個接口規格命名為"下一代接口"(直譯),意味著其對該接口的重視,故有理由相信它在未來擁有更好的前景。NGFF兩種接口界面:Socket 2(B Key)和Socket 3(M Key),前者支持SATA、PCI-E 2x接口的SSD、WWAN及其他非存儲設備;后者專為高性能存儲設計,支持PCI-E 4x通道,體積更小的同時帶寬高達4GB/s。NGFF的尺寸為42mm×22mm,單面布置NAND顆粒后厚度僅為2.75mm,雙面的話厚度則是3.85mm,遠低于mSATA接口的尺寸51mm×30mm以及單面厚度4.85mm,并擁有更快的傳輸性能,所以NGFF未來必然替代mSATA成為超極本或平板電腦中最主流的接口。
EFashion:NGFF的生產工藝與制造成本是否遠高于mSATA?
特科芯:無論是在生產工藝還是制造成本上,NGFF均超過了mSATA,這也是NGFF目前普及所遇到的難題,當然特科芯將在各方面作出努力,促進NGFF接口產品的普及。
EFashion:NGFF接口能否像mSATA接口一樣直面消費級市場,還是只接受OEM訂單?
特科芯:特科芯能提供消費者所需要的所有產品,而在渠道上,我們會尊重消費者的選擇。
特科芯PER760 NGFF 固態硬盤
特科芯PER760是一款采用NGFF接口的固態硬盤,它依然采用了東芝高品質的19nmToggle MLC閃存顆粒搭配SandForce SF-2200原裝主控的解決方案,實現555MB/s與530MB/s的順序讀寫速度。極為出色的是,它將體積控制在60mm×22mm×3.2mm以內,重量也僅有8g,為輕薄見長的超極本與平板電腦提供了極佳的組合方案。不僅如此,它依舊提供120萬小時的平均無故障時間與3年的質保服務,為用戶通過零售渠道購買提供了充足的保障。