不同类型的固态硬盘

与传统的 硬盘驱动器 (硬盘)、 固态硬盘 (固态硬盘)以其闪电般的速度、静音运行和抗震性彻底改变了计算机的使用体验。现在,它们已成为升级或构建计算机的热门选择。然而,市场上充斥着各种专业术语,如 SATA、NVMe、M.2、PCIe、TLC 等,令人眼花缭乱。如果选择不慎,可能会买到与设备不兼容或远远超出需求的硬盘。本文清楚地解释了固态硬盘的分类标准。通过了解外形尺寸、接口类型、部署方式、目标平台和核心技术的差异,您可以轻松选择性能和价格完美平衡的固态硬盘,以满足您的计算机和使用需求。
SSD 的类型 文章标题 img SSD 的不同类型

按外形尺寸分类

固态卫星硬盘的物理尺寸和形状称为其 外形尺寸.选择哪种类型主要取决于您的计算机或设备的实际容纳能力。常见类型包括

2.5 英寸 SATA 固态硬盘

这是最常见的固态硬盘样式。它的尺寸与传统笔记本电脑机械硬盘几乎相同,就像一个薄薄的小盒子,但通常更薄。2.5 英寸 SATA 固态硬盘使用标准 SATA 接口连接。大多数台式机和笔记本电脑的主板上都有这种接口。无论是升级旧电脑还是为新电脑添加存储设备,这种外形尺寸通常都能提供出色的兼容性。它的主要优点是安装简单,价格相对实惠。不过,其最高性能受到 SATA 接口速度本身的限制。此外,对于现代超薄笔记本电脑来说,其尺寸可能过大。

M.2 固态硬盘

M.2 固态硬盘 看起来完全不同。它们像一块小而窄的电路板,通常被形容为 "口香糖棒 "大小。这些硬盘不需要单独的数据线或电源线。相反,它们直接插入主板上的专用 M.2 插槽,类似于安装内存,并固定在那里。尽管体积小,但 M.2 规格却隐藏着巨大的潜力。它的速度会有很大差异,这取决于内部使用的是较老的 SATA 协议还是更高效的 NVMe 协议。值得注意的是,有些 M.2 固态硬盘采用了新的外形,但内部仍使用 SATA 协议。因此,它们的速度与传统的 2.5 英寸 SATA 硬盘无异。真正快速的固态硬盘是那些使用 NVMe 协议的固态硬盘。它们可以利用更快的路径,达到远远超过 SATA 的速度。

M.2 硬盘也有不同的长度,通常标为 2230, 2242, 2260, 2280和 22110。这些数字以毫米为单位表示硬盘的尺寸。例如,2280 表示 22 毫米宽、80 毫米长。2280 是目前最主流的尺寸。

M.2 NVMe 固态硬盘具有明显的优势:体积小巧,非常适合薄型笔记本电脑;安装方便;速度极快,绝对是高性能台式机和笔记本电脑的主流选择。当然,更高的速度通常意味着更高的价格。此外,老式电脑主板可能缺少 M.2 插槽,或者不支持 NVMe 协议。

oscoo 2b banner 1400x475 1 不同类型的固态硬盘

mSATA 固态硬盘

"(《世界人权宣言》) mSATA 固态硬盘 可以看作是 M.2 外形的前身。它也是一种没有外壳的小型电路板,体积明显小于 2.5 英寸硬盘。它主要用于一些早期的超薄笔记本电脑、迷你台式机或工业设备。不过,mSATA 的速度受限于 SATA 接口带宽,与 2.5 英寸 SATA 固态硬盘一样,在速度上没有优势。随着更优越、更主流的 M.2 外形的流行,mSATA 逐渐淡出消费市场。现在,你很少能在新产品中找到它。

U.2 固态硬盘

U.2 固态硬盘 也称为 SFF-8639 固态硬盘、 这种硬盘乍一看与 2.5 英寸硬盘有些相似,但通常更厚,接口也完全不同。它们使用专门设计的 U.2 接口,通常需要额外的电缆。这些硬盘的主要特点是,它们在内部通过快速 PCIe 通道使用高性能 NVMe 协议。这使它们的速度非常快,在某些条件下可与顶级 M.2 NVMe SSD 相媲美,甚至超过它们。此外,U.2 硬盘的散热设计更好,并支持在兼容的服务器或工作站机箱中进行 "热插拔"。热插拔允许在计算机运行时更换硬盘。

由于具有这些特性,U.2 SSD 主要面向需要极高性能、稳定性和可靠性的企业用户、数据中心和专业工作站。它们的价格相对较高。标准的家用台式机和笔记本电脑主板通常没有 U.2 接口,而且电脑机箱也需要特定的支持。因此,绝大多数普通消费者几乎不会遇到这种外形尺寸。

按界面

固态硬盘的接口决定了它与电脑主板进行数据通信和传输的方式。可以把它想象成硬盘和电脑之间的高速公路。不同的接口代表不同类型的公路,其宽度和速度限制也各不相同。因此,选择正确的接口对于实现预期性能至关重要。目前主流的接口标准包括

SATA

SATA(串行 ATA)是最广泛和最古老的接口标准之一,广泛应用于机械硬盘和早期的固态硬盘。SATA 接口具有特定的物理形状,即扁平的 "L 形 "连接器。2.5 英寸 SATA 固态硬盘和一些内部使用 SATA 协议的 M.2 固态硬盘上都有这种接口。它使用 AHCI 数据传输协议。其理论最高速度为 6 Gbps。实际文件传输速度通常达到 550-600 MB/s。它的主要优点是兼容性极高。几乎所有的现代电脑主板都包含多个 SATA 端口,而且价格最实惠。最大的缺点是速度上限。对于追求极速的用户来说,SATA 接口已经不能满足需要。

通过 NVMe 的 PCIe

当您需要更高的速度时,PCIe(外设组件互连 Express)通道与 NVMe 协议的结合是当前主流和最强大的解决方案。请注意两个关键点:物理通道是 PCIe,通信协议是 NVMe。NVMe 是 NVM Express 的缩写,是专为高性能闪存设计的现代协议。它比用于 SATA 的老式 AHCI 协议更高效。

这种组合主要通过 M.2 接口或 U.2 接口与主板连接。很少有固态硬盘是作为 PCIe 扩展卡直接插入主板的 PCIe 插槽的。由于 PCIe 通道就像一条多线高速公路,因此性能令人印象深刻。实际速度取决于主板支持的 PCIe 版本和分配给固态硬盘的通道数量。例如,常见的 PCIe 3.0 x4 配置的理论最高速度约为 3500 MB/s。较新的 PCIe 4.0 x4 将这一速度提高了一倍,达到约 7000 MB/s。最新的 PCIe 5.0 x4 提供了另一个重大飞跃。因此,M.2 NVMe 和 U.2 接口固态硬盘代表了当今最快的主流消费固态硬盘。购买前,请确认您的主板是否兼容 NVMe,并能提供所需的 PCIe 版本和通道配置。

USB

这些接口(尤其是 USB 3.x / USB4 / Thunderbolt)主要用于 外置便携式固态硬盘.外置固态硬盘通常包含一个标准的内部固态硬盘核心,如 M.2 NVMe 或 SATA 硬盘,安装在具有外部接口的外壳中。常见的物理端口为 USB Type-A 或更先进的 Type-C。数据传输使用 USB 大容量存储协议。

这些接口的核心价值在于出色的便携性和即插即用(也称为热插拔)能力。这使它们成为移动办公、备份或在不同设备间共享数据的理想选择。不过,它们的速度上限在很大程度上取决于 USB 版本。主流的 USB 3.2 Gen 1 最高可提供约 500 MB/s 的速度。更快的选择包括 USB 3.2 Gen 2,速度约为 1000 MB/s。USB 3.2 Gen 2×2、USB4 或 Thunderbolt 等顶级接口可提供 2000-4000+ MB/s 或更高的速度。需要注意的是,即使内置硬盘是高性能 NVMe 固态硬盘,最终的文件传输速度也不能超过 USB 接口本身的理论极限。

按部署

根据安装位置和用途,固态硬盘主要分为两类: 内外.

内置固态硬盘

内置固态硬盘安装在计算机设备内部。它连接到主板提供的专用接口,如前面提到的 SATA 端口、M.2 插槽或 U.2 接口。在这种部署中,固态硬盘主要扮演两种角色:系统驱动器或内部存储驱动器:作为系统驱动器,它存储操作系统和常用软件,直接决定启动时间和应用程序的响应速度。作为内部存储,它可存储 游戏固态硬盘可用于处理大型文件、媒体库等。在内部连接时,尤其是通过高速 PCIe 通道(如 M.2 NVMe)连接时,固态硬盘的性能潜力就能得到充分发挥。

常见的形式包括 2.5 英寸 SATA 硬盘、M.2 硬盘(无论是 SATA 还是 NVMe 协议),以及面向企业的 U.2 硬盘。其主要优点是性能达到其规格的极限(受限于接口),无需外部承载,也无需单独的电源线,因为主板通常直接为其供电。缺点是位置固定。数据只能在该特定设备内访问,缺乏便携性。

外置固态硬盘

外置固态硬盘位于计算机设备外部,通过电缆连接到 USB 端口,有时也连接到 Thunderbolt 端口。它们通常有一个便携式外壳。这些固态硬盘的核心用途是 可携式移动存储。它们的最大价值在于便携性和即插即用或热插拔功能。您可以在不同的电脑(如办公电脑、家用电脑和笔记本电脑,甚至一些支持 USB 存储的设备,如游戏机或电视机)之间轻松移动或共享大量数据。旅行时,小巧的外置固态硬盘可提供大量移动存储空间。

外置固态硬盘本质上是将内部固态硬盘与接口适配器外壳(通常称为驱动器外壳或便携式外壳)结合在一起。外壳内的核心存储单元可以是 2.5 英寸 SATA 固态硬盘,也可以是更小的 M.2 固态硬盘(SATA 或 NVMe 协议)。然而,无论内部 NVMe 固态硬盘的速度有多快,外部固态硬盘的整体传输速度都会受到 USB 或 Thunderbolt 接口速度等级的严格限制。例如,包含通过 USB 3.0 端口连接的高端内部 NVMe 固态硬盘的外置硬盘最大速度将达到 USB 3.0 速度限制,约为 500 MB/s,远远低于 NVMe 硬盘的内部性能。

外置固态硬盘的优势显而易见:体积小、重量轻、使用极为方便、提供物理数据隔离以确保一定的安全性,以及满足跨设备数据共享的需求。它们的局限性在于速度受限于外部接口和对连接线的依赖,有时还需要单独的电源线,尽管大多数固态硬盘都能从 USB 接口获得足够的电力。

总之,部署选择取决于核心目的:选择内部固态硬盘作为主要内部存储设备,以获得最高性能;选择外部固态硬盘,以存储需要在不同设备之间轻松物理携带和共享的数据。请记住,外部固态硬盘的速度瓶颈在于其外部接口,而不是内部硬盘的潜力。

按目标平台

固态硬盘不尽相同。不同的设计目标和最终用户群体造就了不同定位的产品线。主要有以下几类
  • 消费者/客户:面向大众。
  • 企业级:专为要求苛刻的环境而设计。

消费固态硬盘

消费类固态硬盘面向广大个人用户市场。这包括家庭用户、学生、游戏玩家以及在非密集型专业场景中进行照片/视频编辑的创作者。其核心设计原则是在性能、容量、可靠性和价格之间找到最佳平衡点。就性能而言,它们的速度通常足以显著改善日常使用,使系统反应灵敏,并大幅缩短游戏加载时间。目前的主流选择是在 PCIe 通道或 SATA 接口上使用 NVMe 协议,NVMe SSD 已成为新建系统或升级系统的首选。

容量选择非常广泛,从入门级的 250GB/500GB 到主流的 1TB/2TB,一些制造商甚至提供 4TB 或更大的容量,以满足不同的存储需求。大多数采用 TLC 类型 NAND 闪存芯片 以平衡性能和成本。一些追求以低价获得最大容量的型号可能会使用 QLC。它们的耐用性通常以 "总字节写入量 "或 "总字节数 "来衡量。 TBW这足以满足几年的典型使用需求。制造商一般会提供 3 到 5 年的有限保修作为保证。总之,消费级固态硬盘的核心是提供足够的性能、可靠的质量和实实在在的价值,满足绝大多数日常和娱乐计算需求。

企业固态硬盘

企业固态硬盘的目标用户是数据中心服务器、大型存储阵列、高性能计算集群和关键业务工作站。这些环境的要求极为严格。设计的重点是极高的可靠性、无与伦比的耐用性、持续大负载下的稳定性能以及顶级性能,尤其是在处理大量小规模随机读/写操作时。对稳定性的要求是全天候无中断或无故障运行。为确保数据安全,它们采用了更强大的功能,如断电保护以防止数据在断电时丢失,端到端数据保护以确保传输过程中的完整性,以及热插拔支持以在不关闭服务器的情况下更换硬盘。

在内部组件方面,企业级固态硬盘通常使用更高级的 NAND 闪存。这通常是经过专门优化的企业级 eTLC(比消费级 TLC 更耐写入、更持久),或者是使用更智能缓存模拟 SLC 性能的技术。最显著的区别在于它们的写入耐久性 TBW 等级,通常比同等容量的消费级硬盘高出数倍甚至数十倍。它们主要采用 U.2 外形尺寸,但也有一些高端型号采用 M.2 或更大的尺寸。 EDSFF 外形尺寸,以满足冷却和持续工作负载需求。企业级固态硬盘很少零售,价格比消费类产品高得多。支持通常涉及长期的定制服务协议。从本质上讲,企业级固态硬盘是专为高强度、关键性、任务关键型业务环境打造的专业工具,牺牲成本以实现数据中心级坚如磐石的可靠性。

按闪存类型

固态硬盘的性能、价格和耐用性在很大程度上取决于其内部的关键技术。其中,NAND 闪存单元的类型是最重要的因素。NAND 闪存是最终存储数据的地方,类似于仓库中的货架。根据每个存储单元可存储多少比特的数据,主要有以下几种类型:

SLC(单层电池)

每个单元存储 1 位数据。这是性能、耐用性和稳定性的顶峰。它速度最快、延迟最低、寿命最长。它可以轻松承受比其他类型高几十倍的写入量。不过,它的成本非常高,导致容量较低,价格昂贵。它主要用于极少数要求苛刻的企业环境,或作为其他固态硬盘类型的专用缓存内存。

MLC(多层单元)

每个单元存储 2 位数据。它曾是平衡性能和寿命的标准,但由于成本压力,已基本从消费市场消失。一些企业产品可能会使用增强型 eMLC,但这种情况并不多见。

TLC(三级电池)

每个单元存储 3 位数据。这是目前消费级固态硬盘的绝对主流类型。TLC 在速度、耐用性和成本之间找到了极佳的平衡。得益于先进的控制芯片和算法,它的性能足以满足绝大多数用户的需求,其耐用性也足以满足多年的日常使用。您购买的大多数中高端消费固态硬盘,包括高性能 NVMe 固态硬盘,都使用 TLC 内存。

QLC(四级单元)

每个单元存储 4 位数据。QLC 的核心优势在于更高的存储密度,能以更低的价格实现更大的容量,如 2TB、4TB 甚至 8TB。成本优势非常明显。不过,它的缺点也很明显:写入耐用性明显低于 TLC,写入速度明显较慢,数据保留能力和稳定性略逊于 TLC。QLC 固态硬盘最适合预算有限、需要超大容量(主要用于读取密集型任务)的用户。例如,将其用作游戏库硬盘或媒体存储硬盘,用于安装许多游戏或存储电影和音乐。
如今,固态硬盘凭借其无与伦比的速度、静音和可靠性,已成为从个人电脑到数据中心的主流存储解决方案。在消费领域,高性能 NVMe 固态硬盘,尤其是使用 PCIe 4.0/5.0 的固态硬盘,正迅速成为新系统的标准和首选。大容量 QLC 技术也在不断降低每千兆字节的成本。展望未来,更高的传输带宽、更多层次的下一代 3D NAND 甚至内存计算等技术将继续推动固态硬盘向更大容量、更快速度和更高能效的方向发展。
滚动至顶部

联系我们

请填写下表,我们将尽快与您联系。

联系表单产品