NVMe 與 SATA SSD 的差異:速度、介面、選擇方式

兩者內部都是快閃記憶體的 SSD,但與電腦的連接方式不同。SATA 的 SSD 使用為硬碟而設計的 SATA 介面,速度上限約為 550 MB/s。NVMe 的 SSD 使用 PCI Express,並以為快閃記憶體設計的協定進行通訊,因此可達 3~14 GB/s 以上的速度,延遲也小。在日常使用中差異很小,但在傳輸大檔案或進行繁重作業時,NVMe 會快得多。

項目SATA 的 SSDNVMe 的 SSD
介面SATA III,6 Gb/sPCI Express。多為 x4 通道
循序速度最高約 550 MB/sPCIe 3.0 x4 約 3.5 GB/s,PCIe 4.0 x4 約 7 GB/s,PCIe 5.0 x4 約 14 GB/s
協定AHCI。為硬碟而設計NVMe。為快閃記憶體而設計
指令佇列1 個佇列 32 個指令最多 65,535 個佇列,每個最多 65,536 個指令
延遲較大(約 100 微秒)小(數十微秒)
外型2.5 吋硬碟,以及 M.2 的 SATAM.2、U.2 或 U.3、擴充卡
耗電量與發熱小(數 W)最高速時大。速度快的硬碟為了避免降速,多半需要散熱片
相容性舊的個人電腦或 2.5 吋的槽位也能使用需要 M.2 或 PCIe 插槽,以及可從 NVMe 開機的韌體
價格便宜。與入門級的 NVMe 相當最快的稍貴。入門級的 NVMe 價格已接近 SATA
適合的用途舊個人電腦或筆記型電腦的升級、大容量儲存新的個人電腦、遊戲、影片剪輯、工作站、伺服器

數值為具代表性的大致參考值,會因世代或產品而異。

適用於什麼情況

SATA 的 SSD
電腦沒有 NVMe 插槽時,或想要輕鬆且便宜地取代硬碟時。
NVMe 的 SSD
有 M.2 插槽,且經常搬移大檔案,或想要縮小延遲時。是新系統的標準選擇。
事先確認
M.2 插槽有 SATA 用、NVMe 用,或兩者皆可。M.2 的 SATA 與 M.2 的 NVMe 硬碟外觀相似,購買前請以手冊確認。

常見問題

NVMe 比 SATA 快很多嗎?

在循序傳輸上是的。SATA 上限約 550 MB/s,而 PCIe 4.0 ×4 的 NVMe 可達約 7 GB/s。在日常使用中,感覺到的差異很小。

NVMe 的 SSD 在任何 M.2 插槽都能使用嗎?

不能。M.2 插槽有 SATA 用、NVMe 用,或兩者皆可,而硬碟的外觀相似。購買前,請以主機板或筆記型電腦的手冊確認。

NVMe 的 SSD 會發熱嗎?

速度快的在最高速度時耗電大,所以會發熱,為了避免降速,多半需要散熱片。SATA 的 SSD 則不易發熱。

為什麼 NVMe 的延遲小?

NVMe 是為快閃記憶體設計的,以 PCIe 通訊,最多可有 65,535 個佇列,每個最多 65,536 個指令。SATA 的 AHCI 協定只有 1 個佇列,32 個指令。

理解度檢測

與 HDD(硬碟)相比,SSD 的特徵下列何者正確?

  1. A使碟片旋轉,以磁性方式記錄
  2. B沒有機械運動的零件,隨機存取快,耐衝擊
  3. C相同容量下一定比 HDD 便宜
查看答案與解析

正確答案:B. 沒有機械運動的零件,隨機存取快,耐衝擊

SSD 以 NAND 快閃記憶體記錄,因此沒有碟片或磁頭之類的可動零件。HDD 因磁頭移動與等待碟片旋轉,一次存取需要數 ms,而 SSD 約為數十~100 µs,尤其是隨機存取快了數百倍。耐衝擊、耐震動且安靜。另一方面,每容量的價格 HDD 較便宜,大容量儲存方面仍持續使用 HDD。

前往介面與匯流排規格的練習題

相關名詞的解說

NVMe
用於高速操作以 PCI Express 連接之 SSD 的介面規格。可平行處理大量指令,延遲比為 HDD 設計的 SATA 更小。

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