本帖最后由 nighttob 于 2016-8-7 18:08 编辑
本文会对现今PC常见存储接口，如SATA、PCIe、M.2及AHCI、NVMe等接口做一个简单梳理，便于大家理清各种接口之间的关系
首先列一个表格，让大家对各种接口有一个基本印象
然后进行一些解释说明
AIC：即Add-In-Card，也就是常见的板卡型PCIe插卡，习惯说的显卡和声卡这种都是AIC
SFF：即Small Form Factor，小尺寸架构，这里指SFF-8223规范中的具有串行接口的2.5"外形，也就是常见的2.5"盘，包括厚度为5mm、7mm、9.5mm、12.5mm及15mm的
我们在Intel 750这类“企业级”产品上会见到同时拥有这两种外形，AIC型的便于塔式主机部署，而SFF型的便于存储集群部署
AHCI：全称是Advanced Host Controller Interface，用作SATA设备和系统内存之间的逻辑通用接口
NVMe：即NVM Express，这个专有名词分为两部分，NVM是Non-Volatile Memory的缩写，意思是非易失性存储器，我们现在用的磁盘和闪存都是NVM； Express就是PCIe的那个Express。NVMe是为今后NVM存储设备提供高带宽、低延迟的逻辑接口和指令集。最初NVMe叫做NVMHCI，这个HCI就跟AHCI那个HCI是一个意思。
把这两个放在一起说是因为AHCI和NVMe都是逻辑层面的东西，而不是一个看得见摸得着的插口。虽然目前NVMe SSD都是以PCIe作为物理层的，但NVMe的设计已经超出了PCIe，不像AHCI只是服务于SATA的。这里还是要重复一次，NVMe SSD不等于PCIe 3.0 x4，以后会有使用x1 x8甚至x16链路的NVMe SSD。
关于M.2和SATAe(SATA Express)及U.2/SFF-8639，可以见我之前写的帖子 http://bbs.pceva.com.cn/thread-96050-1-1.html
这里对SATAe和U.2稍作补充
SATAe已经随着Intel 100系列PCH自然升级到了PCIe 3.0 x2，也就是近似2GB/s的理论带宽了。看起来不错，但其处境依然如上面帖子所说——尴尬，如果不是能和SATA接口复用，恐怕没有主板厂家愿意部署SATAe接口，而SATAe设备到目前为止叫得上名字的只有东芝不久前（其实早就计划好的）面向OEM发布的SFF型XG3 SSD，而且受限于接口带宽持续读取跑不过同样方案M.2版的RD400，另外就是某使用ASMedia控制器的外置硬盘盒，还有西数的一个只上过展会的样品HDD。
（SATAe接口的SFF型东芝XG3，看这一面并不明显）
（某使用ASMedia控制器的SATAe外置硬盘盒）
U.2可以说是目前所有SFF串行接口的集大成者，其具有最强的性能和向下兼容性，但也像M.2一样因为兼用太多导致混淆。就比如可考最早使用SFF-8639接口的SFF型美光P320h和东芝新款企业级SAS SSD PX04S（注意不是PX04P）系列，前者是ATA设备，后者则为了是更好的电气性能而借用了SFF-8639的外形（或者只是为了省事，毕竟同代的PX04P是NVMe PCIe），实际上只使用了SAS(SFF-8482/SFF-8680)的14+15pin。所以不要看到U.2接口就认为是NVMe SSD，此二者之间没有必然联系。
（U.2接口的SFF型美光P320h）
SATAe接口的物理外观跟U.2接口做对比的话，最大区别就是SATAe没有SATA7pin及15pin之间的额外6pin
以上正文结束，其实本文的主要目的就是阐明“看上去”和“实际上”是两回事，以及纠正不明所以的混淆名词，比如“NVMe x4”一类的
接下来说一些跟接口有关的杂项
SATA作为物理接口已经到了最后一代，也就是现在普及的SATA 3.0，不会再有SATA 4.0了。SATA Express只能算其“精神继承者”，毕竟物理层上已经用了PCIe的那一套，而且SATA-IO（SATA标准的制定机构）自己都说SATAe可以走AHCI逻辑也可以走NVMe逻辑，现在唯一能拿上台面说的SATAe产品还是后者，所以SATA实际上已完。但不用担心明天就会被淘汰，毕竟普及度高，而且可以作为非关键规模化存储在企业级中部署。
AHCI作为逻辑接口可能要比上面更惨一些，因为AHCI只能用于ATA设备，但ATA设备还可以用SCSI（SCSI / ATA Translation）。事实上Intel很早以前就在其iRST驱动中加入了SCSI层，这也是为什么装了iRST驱动以后，即使是SATA盘的设备名称里面也会带个SCSI的原因。
作为难兄难弟，SATA和AHCI在定制主机上面就更没了活路。对很多只有一个M.2 SSD做内置存储的轻薄本来说，如果采用了使用NVMe协议的产品，则可以完全舍弃掉SATA和AHCI。毕竟AHCI作为一个软件模块（有改BIOS经历的应该明白），即使你不用也是要加载的，而加载一个没有用的模块不仅增加逻辑复杂度，也是浪费人生。
SAS在前年升级到了3.0，配套物理接口也从SFF-8482升级到了SFF-8680，未来还有SAS 4.0，链路速度将再次翻番提高到24Gb/s。而且SAS是双端口，原本用来做冗余和故障转移的设计如今也可以做带宽叠加了，所以这一代SAS SSD的性能相当可观，问题就在于SAS主机控制器够不够给力了。
虽然目前在售的NVMe SSD都使用PCIe 3.0 x4前端的主控（SFF型东芝XG3是只通了x2），但向下x2、x1，向上x8的主控和固件已经在开发当中。一旦低宽度的NVMe产品上市，也就意味着NVMe将走入普及，也意味着SATA的日子更不好过了，不过这也需要有配套接口支持。需要说明的一点是，NVMe SSD也是有类似SAS双端口的设计的，可以连接两台主机，比如我们看Intel 750 U.2接口的定义里面就有，虽然750自己并不支持双端口，但企业级的P3700/P3600未来将会支持。但PCIe毕竟不像SAS设计之初就有双端口，PCIe SSD双端口的实现可能还需要专门PCIe交换设备的支持，包括为后来x8宽度的设备提供支持。
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U.2/SFF-8639作为设备端接口，其主机端是SFF-8643(SFF-8613)接口，这个接口同样用于这一代SAS 3.0主机设备接口，但二者不能通用，因为设备端接口的针脚定义不同。SAS使用S1-S14作为数据连接，而PCIe 3.0 x4使用S15-S28及E1-E25作为数据连接，二者全无交集，只是可共用U.2作为设备端接口。但也不用担心用错线缆，如果1个SFF-8643接口只连接1个U.2接口，基本可以确定是用于PCIe SSD的；如果连接2个以上接口，就是用于SAS设备的（不过也不能排除未来会有一条线连接两个PCIe x2 SSD的可能）。
（SFF-8643 to U.2）
（SFF-8643 to 4x SFF-8680）
（SATA Express）
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