内存知识：SATA 与 NVMe接口的十大比较

超新星

#内存#
SATA 与 NVMe：十大比较
值得注意的是，SATA 和 NVMe 都用于 SSD 环境，但只有后者是专门为 SSD 构建的。除此之外，SATA 和 NVMe 之间还存在一些差异：


1、接口类型
如前所述，固态驱动器 (SSD) 使用非易失性快速存储器 (NVMe) 或串行高级技术附件 (SATA) 与计算机的其余部分进行通信。NVMe 是一种主机控制器接口，旨在通过计算机的 PCIe 总线加快企业和客户端系统之间的数据传输速率。PCIe 组件可确保更低的延迟和更高的每秒输入/输出操作数 (IOPS)。因此，NVMe 比 SATA 更快地读取和访问数据。

另一方面，SATA 通过高级主机控制器接口 (AHCI) 驱动访问数据。AHCI 可加速机械驱动器并通过使用本机命令队列 (NCQ) 功能实现热插拔。SATA 向后和向前兼容所有 SATA 标准，但它是与 NVMe 完全不同的接口。


2.速度
NVMe 驱动器具有更高更快的传输速率，即使 SATA 和 NVMe 驱动器都采用单一外形。

例如，第三代 NVMe PCIe 连接器 3.0 最高速度可达 3,500 MB/s，而第四代 NVMe PCIe 连接器 4.0 最高速度可达 7,500MB/s。相比之下，SATA 驱动器的传输速率相对较慢。SATA SSD 的速度最高可达 500MB/s，而 SATA HDD 的速度最高可达 160MB/s。各个 SATA 型号也有不同的性能速度。然而，这些速度可能足以满足消费级使用，这需要超级计算所需功率的一小部分。

在 SSD 中，传输速率还取决于个别型号和驱动器的 PCIe 连接器代数。驱动器的速度会影响编辑文档、网页浏览、加载文件和复制文件等任务。


3. 形状因素和物理外观
NVMe SSD 通常用于 M.2 外形尺寸（为内部安装的计算机卡定义的规格）的预制台式计算机和笔记本电脑中。U.2、U.3 以及企业和数据中心标准外形规格 (EDSFF) 等其他形式也存在，但在 NVMe 中不太常见。

相比之下，SATA 固态硬盘要么以标准 2.5 英寸形式提供，要么以更小更薄的 M.2 驱动器形式提供。2.5 英寸外形规格是最常见的 SATA SDD 形式，而 M.2 SATA SSD 主要用于平板电脑、小型计算机和超薄笔记本电脑。


4.定价差异
一般来说，NVMe SSD 比 SATA SSD 贵。即使 NVMe 和 SATA 驱动器具有相同的存储容量，NVMe 驱动器的成本也更高。

250GB NVMe SSD 存储空间的成本从 50 美元到 90 美元不等，500GB 的成本从 70 美元到 160 美元不等，1TB 存储空间的成本从 120 美元到 200 美元不等。此外，速度更快的 NVMe SSD 成本更高。1TB NVMe PCIe 3.0 的价格从 115 美元到 120 美元不等，而 1TB NVMe PCIe 4.0 的价格从 120 美元到 200 美元不等。

SATA SSD 比 NVMe 驱动器更便宜、更实惠。250GB SATA 驱动器的价格从 40 美元到 70 美元不等，500GB 的价格从 50 美元到 90 美元不等，1TB 的价格从 90 美元到 140 美元不等。

速度和存储容量是 SSD 价格的主要决定因素。更快的驱动器成本更高，容量更大的驱动器成本更高，并且某些 SSD 型号的成本高于其他型号。


5. 电源管理方法
NVMe 驱动器比 SATA 驱动器更节能、更环保。NVMe SSD 使用半导体模块来存储和访问数据，从而显着降低功耗。备用 NVMe SSD 的平均功耗为 0.0032 W，而活动 NVMe 的平均功耗为 0.08 W。

此外，NVMe SSD 可以识别 IO 模式以确定温度变化。这种能力使他们能够灵活地为写入密集型工作负载分配更高效的功率，并为读取为主的工作负载分配更少的能量。低功耗 SSD 产生的热量较少，是更密集的服务器和存储设备的理想解决方案。

SATA SSD耗电量更大，待机SATA平均功耗为0.195W，使用中SATA平均功耗为0.279W。


6. 安全机制
由于网络威胁的增加，安全存储和访问数据的需求已成为任何寻找存储介质的人的重要关注点。NVMe 驱动器提供比 SATA 驱动器更好的加密。NVMe SSD 使用 XTS-AES 256 位加密标准来保护用户数据。AES-256 加密无法破译，使其成为保护私人数据免受网络攻击的首选方法。

此外，NVMe 还集成了 McAfee 和 Symantec 等加密提供商提供的安全管理解决方案。NVMe SSD 还具有额外的安全功能，例如锁定 2.0，它使管理员能够允许用户在驱动器的某些部分上读取和写入数据，同时禁用其他功能以防止用户对驱动器进行意外更改。

此外，NVMe SSD 具有传输层安全 (TLS) 协议，可加密数据并验证计算机之间的连接。相比之下，SATA SSD 的安全机制非常少——您只能使用擦除和清理命令来远程保护存储。


7. 命令队列
处理更多命令队列的固态硬盘对于需要多任务处理的用户和企业来说是必不可少的。

NVMe 架构支持 65,535 个输入/输出 (I/O) 命令队列，每个队列同时支持 65,535 个命令。NVMe 具有非统一内存访问 (NUMA) 功能，允许多个内核共享队列的所有权。它还允许创建无限数量的队列以满足预期的工作负载。另一方面，SATA SSD 只有一个队列，每个队列有 32 个命令。

此外，IOPS 是企业和托管服务提供商在给定时间检索多个文件时的关键性能指标。对于企业来说，他们的存储介质必须具有高 IOPS 以保持高性能，以处理许多用户访问与广泛的数据仓库相关的软件程序。NVMe 驱动器通常具有更高的 IOPS，因为它们在读取和写入时都以超过 1,500,000 的速度推出，而 SATA 驱动器的最高读取 IOPS 约为 75,000。


8.用例
选择使用 NVMe SSD 还是 SATA SSD 因个人用途和企业用途而异。对于个人使用，SATA SSD 是物有所值的选择。它为存储多个文件提供了负担得起的廉价存储空间，并允许用户高速执行各种功能。

它还向后兼容，因此可以与遗留组件一起使用。与 NVMe SSD 不同，它不会对其他主板组件造成压力，例如处理能力较低的处理器。

对于企业和托管解决方案等商业用途，NVMe SSD 是首选。此外，关键业务应用程序需要高 IOPS 来同时处理多个请求，以确保流畅的用户体验。因此，在线商店可能会使用 NVMe SSD 作为他们的首选存储介质。

NVMe 对于需要交易密集型数据库的企业（例如金融机构）也很有价值。


9. 重点不同
NVMe 相对于 SATA 驱动器的主要优势是速度。NVMe SSD 的最高速度是 SATA SSD 的十倍以上。当这款 NVMe SSD 与其他高端主板配对时，计算机可以达到极快的速度。

SATA SSD 的主要重点是在速度和可负担性之间取得良好的平衡。虽然其最高 500MB/S 的速度与 NVMe 驱动器的速度相比可能看起来并不多，但对于典型用户而言，该速度已经足够高了。SATA SSD 让用户能够从他们的计算机上体验到更好、更实惠的性能，同时还能节省成本。


10. 商业与消费者使用
多年来，随着越来越多的制造商进入存储市场，SSD 的成本越来越低。然而，即使对于与 SATA 相同的存储容量，NVMe 成本仍然高得令人望而却步。此外，尽管价格高昂，但购买 NVMe SSD 并不一定能保证更好的性能，除非您是拥有配套设备的企业用户。

另一方面，SATA SSD 不适合在需要快速数据传输和低延迟率的环境中使用。这是由于它们的 IOPS 非常低，无法有效管理关键应用程序。此外，与 NVMe SSD 相比，它们的电源效率低下使得它们对企业的环保和维护成本更高。