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一次把M.2、NGFF、NVMe、SATA、PCIe、B Key和M Key这些说清楚

本内容来源于@什么值得买APP,观点仅代表作者本人 |作者:科技菜菜

学中干,干中学,这篇小文是学习过程中的记录,如果你也有这样的困惑,可以看看。最近找迷你主机,看接口,找存储卡,这些概念总是不清不楚的。今天特地整理出来,与同样阶段的小伙伴共享。

1. M.2(物理接口)

  • 定义:M.2 是一种物理接口标准,用于连接固态硬盘(SSD)、Wi-Fi/蓝牙模块等设备。
  • 前身:早期称为 NGFF(Next Generation Form Factor),后更名为 M.2,但两者本质相同。
  • 尺寸规格
    格式为 宽×长,如 2280 表示宽22mm、长80mm,常见尺寸包括 2230、2242、2260、2280。
  • 通道支持
    M.2 接口可兼容
    SATAPCIe 总线,具体取决于主板设计。

2. 总线标准:SATA vs PCIe

SATA(Serial ATA)

  • 用途:传统硬盘/SSD 的接口,带宽有限。
  • 版本速度
    • SATA III:最大 6 Gb/s(实际传输约 600 MB/s)。
  • 协议:使用 AHCI 协议(为机械硬盘设计,延迟较高)。

PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)

  • 用途:高速总线,用于显卡、SSD 等高性能设备。
  • 版本速度
    • PCIe 3.0 x4:约 32 Gb/s(理论带宽,实际约 3.5 GB/s)。
    • PCIe 4.0 x4:约 64 Gb/s(实际约 7 GB/s)。
  • 协议:支持 NVMe 协议(专为闪存优化,延迟更低)。

3. 协议:NVMe vs AHCI

NVMe(Non-Volatile Memory Express)

  • 定位:专为 PCIe 设计的高效协议,取代传统 AHCI。
  • 优势:支持多队列、低延迟,显著提升 SSD 性能(尤其是随机读写)。

AHCI(Advanced Host Controller Interface)

  • 定位:为机械硬盘设计的旧协议,兼容性广,但效率较低。

4. M.2 接口的键位(Key)

M.2 接口的缺口(Key)决定了支持的设备类型和总线:

键位缺口位置支持总线典型用途B Key右侧缺口SATA / PCIe ×2 / USBSATA SSD 或低端 PCIe SSDM Key左侧缺口PCIe ×4高性能 NVMe SSDB+M Key双侧缺口SATA / PCIe ×2(兼容)兼容 B Key 和 M Key 的设备

  • 注意
    • 物理兼容 ≠ 协议兼容!若主板仅支持 PCIe,即使插入 B+M Key 的 SATA SSD 也无法使用。
    • 高性能 NVMe SSD 通常为 M Key,需搭配 PCIe ×4 通道。

5. 组合关系总结

接口总线协议性能上限常见设备M.2SATAAHCI约 600 MB/s经济型 SATA SSDM.2PCIe ×4NVMe最高 7 GB/s(PCIe 4.0)高端 NVMe SSD


6. 关键注意事项

  1. 主板兼容性
  2. 确认主板 M.2 插槽支持的通道(SATA 或 PCIe)及协议(NVMe)。
  3. 部分主板可能共享带宽(如占用 SATA 接口或 PCIe 通道)。
  4. 键位匹配
  5. B Key 插槽无法插入 M Key SSD(物理不兼容)。
  6. 散热设计
  7. 高速 NVMe SSD 可能需散热片防止过热降速。

常见误区

  • “M.2 = NVMe”:错误!M.2 是接口,NVMe 是协议;M.2 SSD 可以是 SATA 或 NVMe 协议。
  • “B Key SSD 一定慢”:不一定,B Key 支持 PCIe ×2,但性能弱于 M Key 的 PCIe ×4。

通过以上梳理,您可以根据需求选择合适的主板、接口和协议组合(如追求性价比选 SATA M.2,追求性能选 NVMe PCIe ×4)。

作者声明本文无利益相关,欢迎值友理性交流,和谐讨论~



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