硬盤接口及SSD升級研究

王偉

摘 要：CPU和內存的主頻越來越高，顯卡的性能也越來越強，然而主機的整體性能并沒有提升，這是因為機械硬盤HDD（Hard Disk Drive）的速度成為了主機性能提升的瓶頸機械硬盤HDD越來越拖累主機的整體性能，隨著固態硬盤SSD的價格不斷降低，越來越多的用戶也開始將HDD升級為SSD。本文對硬盤接口及SSD升級提供一些參考意見。

關鍵詞：硬盤 接口 SSD 升級

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0123-02

CPU和內存的主頻越來越高，顯卡的性能也越來越強，然而主機的整體性能并沒有提升，這是因為機械硬盤HDD（Hard Disk Drive）的速度成為了主機性能提升的瓶頸，HDD硬盤接口發展的滯后被越來越多的廠家和用戶關注，隨著固態硬盤SSD（Solid State Drive）的出現和價格的不斷下降，越來越多的用戶開始將HDD升級為SSD，使主機整體性能大幅度提升，運行大型軟件和玩大型游戲不再卡頓，帶來的暢快感覺不言而喻。

1 硬盤的接口

硬盤接口決定了硬盤的傳輸速率。硬盤接口分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道4種，IDE接口硬盤多用于家用產品中，也部分應用于服務器；SCSI接口的硬盤則主要應用于服務器市場，而光纖通道只在高端服務器上，價格昂貴，普通用戶一般只能接觸到IDE、SATA這兩種接口的HDD。

IDE接口硬盤是早期用戶最早使用的硬盤，共推出了7個不同的版本：ATA-1（傳輸速率：3.3MB/s）、ATA-2（傳輸速率：16.6MB/s）、ATA-3（傳輸速率：16.6MB/s）、ATA-3（傳輸速率：16.6MB/s）、ATA-4，也稱為ATA33（傳輸速率：33MB/s）、ATA-5，也稱為ATA66（傳輸速率：66MB/s）、ATA-6，也稱為ATA100（傳輸速率：100MB/s）、ATA-7也稱為ATA133（傳輸速率：133MB/s）。IDE接口歷經十幾年的使用，早就不能滿足用戶對速度的要求，2001開始制定新的硬盤接口標準——SATA，2005年左右開始逐步取代IDE接口的硬盤。

SATA接口的硬盤歷經的3代的發展。SATA 1.0/1.0a （1.5Gb/s，傳輸速率：150MB/s），已經超過了ATA100，甚至超過了ATA133的最高傳輸速率；SATA2.0 （3Gb/s，傳輸速率：300MB/s）；SATA3.0 （6Gb/s，傳輸速率：600MB/s）。

目前，HDD主要是SATA3.0接口，傳輸速率沒有再進一步提高，且結構復雜、體積大、不抗震、不可拆卸、耗電大、壽命短，被SSD逐步取代已是大勢所趨。

2 SSD各接口的區別

SSD是用固態電子存儲芯片陣列而制成的硬盤，主要采用閃存（FLASH芯片）作為存儲介質，正常情況下可以不間斷使用52.5年，大大超過HDD的5～8年壽命。

近幾年，隨著SSD的價格不斷下降，筆記本電腦首先開始采用SSD取代HDD，臺式機也迎來了升級SSD的熱潮。新一代的固態硬盤普遍采用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，且尺寸也與HDD完全相同。

SAS接口：序列式SCSI（SAS：Serial Attached SCSI）接口。SAS由并行SCSI物理存儲接口演化而來，兼容SATA設備。

mSATA接口：（mSATA：mini-SATA）是迷你版本的SATA接口，廣泛用于超極本，超薄便攜筆記本等設備，只有SSD，沒有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 x2兩種選擇，其理論帶寬分別為10Gbps和16Gbps兩種，但是市場上支持SATA-E的SSD太少了，其普及之路還非常遙遠。

PCI-E接口：采用PCI-Express接口，從PCI-E 2.0×2通道發展到PCI-E 3.0×4通道，支持NVMe協議標準，理論帶寬可達32Gb/s，實際傳輸速率達到1000MB/s以上。

M.2接口：原名為NGFF接口，是Intel推出的一種替代mSATA新的接口規范，是為超極本量身定做的新一代接口標準，現在的部分臺式機主板也支持M.2。

M.2接口有兩種類型：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，理論帶寬可以達到10Gb/s；而Socket 3可支持PCI-E 3.0×4通道，理論帶寬可達32Gb/s。

3 SSD的升級選購

HDD嚴重拖累了主機的整體性能，升級SSD是發展的必然趨勢。對于普通用戶而言，由于SSD有多種接口，升級SSD并不輕松。

3.1 臺式機直接升級SSD

普通用戶采用得最多的選擇。原來使用的是SATA接口的HDD，如果主板有多余的SATA 3.0接口和SATA接口的電源插頭，可以直接購買SATA 3.0接口的SSD，容量120GB左右。

（1）關閉電源，打開機箱，固定SSD，連接SATA數據線和電源插頭。

（2）用U盤啟動盤啟動WIN PE系統，對新的SSD分區（將全部容量分配給主分區）和格式化，用GHOST備份原HDD的系統，然后將備份的系統恢復到SSD上。原HDD可以作為數據盤使用。

3.2 臺式機選購PCI-E SSD升級

如果用戶的主板有兩個顯卡插槽，且都支持PCI-E 3.0接口標準，同時主板還支持NVMe協議標準，可以直接購買PCI-E 3.0的SSD，容量120GB左右。原HDD可以作為數據盤使用。

升級步驟同上。

3.3 DIY電腦升級SSD

DIY電腦的用戶在選購主板時要注意主板的芯片組是否支持雙顯卡，是否支持PCI-E 3.0接口標準和NVMe協議標準；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，還有對M.2尺寸的要求，M.2的尺寸有3種：2242、2260和2280，22是22mm寬，42mm、60mm、80mm長，尺寸不對將無法固定。

3.4 筆記本電腦升級SSD

將原來安裝的HDD取下，直接安裝SATA接口的SSD，在升級前先用軟件測試一下HDD的接口，如：HD Tune等，如果是SATA2.0及以下，不建議升級SSD。

4 SSD發展趨勢

4.1 容量方面

目前，SSD的容量已經達到4TB，但是價格高昂，甚至1TB的也要幾千元，但隨著廠家制作工藝不斷完善，256～512GB的容量將成為主流。

4.2 接口方面

目前，SATA 3.0的接口還是主流，隨著越來越多的主板芯片對PCI-E SSD的支持，PCI-E接口和M.2接口將成為主流，未來U.2將接口統一。

5 結語

隨著SSD的性能的提升和價格的不斷下降，普通用戶開始更多地關注SSD，越來越多的用戶會進行SSD升級，會體驗到整體性能提升帶來的暢快，希望筆者的介紹能為用戶提供一些幫助。

參考文獻

[1] HD.升級要慎重SSD硬盤接口奧秘[J].電腦迷，2014（22）：

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[2] ASK.讓整機性能飆起來SSD固態硬盤選購[J].電腦迷，2015（14）：32.endprint