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SSD NVMe vs SATA : vitesse, interface et lequel acheter

Ce sont deux SSD à mémoire flash, mais ils se connectent différemment à l'ordinateur. Un SSD SATA utilise l'interface SATA, conçue pour les disques durs, qui plafonne à environ 550 MB/s. Un SSD NVMe communique via PCI Express avec un protocole conçu pour la flash, atteignant 3 à 14 GB/s ou plus avec une latence plus faible. Pour un usage quotidien, la différence est faible, mais pour les gros transferts de fichiers et les charges de travail lourdes, le NVMe est bien plus rapide.

CritèreSSD SATASSD NVMe
InterfaceSATA III, 6 Gb/sPCI Express, généralement x4 lignes
Vitesse séquentielleEnviron 550 MB/s au maximumEnviron 3.5 GB/s (PCIe 3.0 x4), 7 GB/s (PCIe 4.0 x4) et 14 GB/s (PCIe 5.0 x4)
ProtocoleAHCI, conçu pour les disques dursNVMe, conçu pour la mémoire flash
Files de commandesUne file de 32 commandesJusqu'à 65 535 files de jusqu'à 65 536 commandes chacune
LatencePlus élevée (environ 100 microsecondes)Plus faible (quelques dizaines de microsecondes)
FormatsDisque 2.5 pouces, et M.2 SATAM.2, U.2 ou U.3, et cartes d'extension
Consommation et chaleurFaibles (quelques watts)Plus élevées à pleine vitesse ; les disques rapides nécessitent souvent un dissipateur pour éviter le throttling
CompatibilitéFonctionne dans les PC très anciens et dans les baies 2.5 poucesNécessite un slot M.2 ou PCIe et un firmware capable de démarrer sur NVMe
PrixBon marché, et comparable au NVMe d'entrée de gammeUn peu plus cher pour les disques les plus rapides ; le NVMe d'entrée de gamme est désormais proche des prix SATA
Idéal pourMise à niveau de PC et portables anciens, stockage de massePC modernes, jeux, montage vidéo, stations de travail et serveurs

Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur typiques et varient selon la génération de procédé et le produit.

Quand choisir l'un ou l'autre ?

SSD SATA
Lorsque l'ordinateur n'a pas de slot NVMe, ou qu'on veut simplement remplacer un disque dur de façon simple et économique.
SSD NVMe
Lorsqu'on dispose d'un slot M.2, qu'on déplace souvent de gros fichiers ou qu'il faut une faible latence : c'est le choix par défaut pour les nouveaux systèmes.
À vérifier d'abord
Un slot M.2 peut être SATA, NVMe ou les deux. Consultez le manuel avant d'acheter, car un disque M.2 SATA et un disque M.2 NVMe se ressemblent.

Questions fréquentes

Le NVMe est-il beaucoup plus rapide que le SATA ?

Pour les transferts séquentiels, oui. Le SATA plafonne à environ 550 MB/s, tandis que le NVMe en PCIe 4.0 x4 atteint environ 7 GB/s. Dans les tâches quotidiennes, la différence se ressent moins.

Peut-on utiliser un SSD NVMe dans n'importe quel slot M.2 ?

Non. Un slot M.2 peut être SATA, NVMe ou les deux, et les disques se ressemblent. Consultez le manuel de votre carte mère ou de votre ordinateur portable avant d'acheter.

Les SSD NVMe chauffent-ils ?

Les modèles rapides peuvent chauffer, car ils consomment davantage à pleine vitesse, et beaucoup nécessitent un dissipateur pour éviter le throttling. Les SSD SATA chauffent moins.

Pourquoi le NVMe a-t-il une latence plus faible ?

Le NVMe a été conçu pour la mémoire flash. Il communique via PCIe et prend en charge jusqu'à 65 535 files de jusqu'à 65 536 commandes chacune, tandis que le protocole AHCI du SATA n'a qu'une seule file de 32 commandes.

Vérifier vos connaissances

Quelle valeur est la plus proche de la bande passante utile unidirectionnelle d'une liaison x16 en PCI Express 3.0 (8 GT/s par voie, codage 128b/130b) ?

  1. AEnviron 128 GB/s
  2. BEnviron 1 GB/s
  3. CEnviron 16 GB/s
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Réponse : C. Environ 16 GB/s

Le débit utile d'une voie vaut 8 Gb/s × 128/130 ≈ 7,88 Gb/s, soit environ 0,985 GB/s après division par 8. Avec 16 voies, la bande passante unidirectionnelle est d'environ 15,8 GB/s, soit environ 16 GB/s, et d'environ 32 GB/s en cumulant les deux sens. La bande passante PCI Express s'obtient en multipliant la génération (débit par voie), l'efficacité du codage et le nombre de voies. En pratique, les en-têtes de paquets notamment la réduisent un peu.

Quelle description d'une « voie » (lane) PCI Express est correcte ?

  1. AUne unité de connexion comportant une paire différentielle d'émission et une paire différentielle de réception ; regrouper des voies augmente la bande passante
  2. BUne unité utilisant une seule ligne, alternant émission et réception
  3. CLa longueur physique du connecteur dans lequel on insère un périphérique PCI Express
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Réponse : A. Une unité de connexion comportant une paire différentielle d'émission et une paire différentielle de réception ; regrouper des voies augmente la bande passante

Une voie PCI Express se compose d'une paire différentielle d'émission et d'une paire différentielle de réception, soit 4 lignes au total, et peut transmettre simultanément dans les deux sens. En regroupant des voies (x4, x16, etc.), les données sont réparties entre les voies et la bande passante augmente proportionnellement à leur nombre. Les cartes graphiques utilisent couramment x16, les SSD x4 et les cartes réseau de x1 à x8.

Quelle est l'évolution correcte du débit de signal par voie à chaque nouvelle génération de PCI Express, de la 3e à la 6e génération ?

  1. AIl double environ à chaque fois (8→16→32→64 GT/s)
  2. BIl augmente progressivement d'un facteur 1,1
  3. CLe débit ne change pas d'une génération à l'autre ; seul le nombre de voies augmente
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Réponse : A. Il double environ à chaque fois (8→16→32→64 GT/s)

Le débit de signal PCI Express a environ doublé à chaque génération : 8 GT/s en 3e génération, 16 GT/s en 4e, 32 GT/s en 5e et 64 GT/s en 6e. La bande passante doublant à nombre de voies égal, elle suit l'augmentation des débits des GPU, des SSD rapides et des réseaux. Les générations sont compatibles entre elles : un périphérique récent inséré dans un ancien connecteur fonctionne au débit pris en charge par les deux.

  1. Que signifie le fait qu'une voie PCI Express soit « full duplex » ?
  2. Quelle description du mécanisme de DMA utilisant un anneau de descripteurs en mémoire, largement employé par les cartes réseau et les SSD NVMe, est correcte ?
  3. Quelle caractéristique d'un SSD par rapport à un HDD (disque dur) est correcte ?

Questions d'entraînement sur Interfaces d'E/S et bus

Termes clés expliqués

NVMe
Norme d'interface permettant d'exploiter à grande vitesse des SSD connectés en PCI Express. Elle traite de nombreuses commandes en parallèle et offre une latence inférieure au SATA, conçu pour les disques durs.

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