計算機發展至今已60年有餘，隨著人們對存儲速度要求的不斷提昇，存儲介質從最初的打孔卡到現在的SSD，發生了翻天覆地的變化。現如今越來越多的中高端SSD開始選擇PCI-E接口來進行SSD與主板的對接，以提昇讀寫速度。

　　作為一名普通用戶，我們應該選擇高端的PCI-E SSD還是SATA SSD？二者有何區別？所以在本篇文章中筆者將詳細介紹PCI-E通道SSD與PCI-E通道固態硬盤的優劣，讓大家在裝機選擇SSD時做到心中有數，按需購買。

　　為什麼要采用PCI-E通道？

　　那麼為什麼固態硬盤要捨棄SATA 3.0接口而要采用PCI-E接口呢？我們先來了解一下兩種接口硬盤的工作原理：在傳統SATA硬盤中，當我們進行數據操作時，數據會先從硬盤讀取到內存，再將數據提取至CPU內部進行計算，計算後寫入內存，存儲至硬盤中；而PCI-E就不一樣了，數據直接通過總線與CPU直連，接近最大的傳輸速度，最大的數據量，省去了內存調用硬盤的過程。簡單的說，我們可以把兩種通道理解成兩輛相同的汽車，PCI-E通道的汽車就像是在高速上行駛，而SATA通道的汽車就像是在崎嶇山路上行駛，你說哪個速度快？

　　從上圖中我們可以看到，目前主流的SATA 3.0通道的最大傳輸速度為6Gbps，實際速度最大為560MB/s，SATA通道已經無法滿足固態硬盤日益增長的讀寫速度，所以PCI-E固態硬盤應運而生。

　　但是有些讀者可能有疑問，為什麼我的固態硬盤是M.2接口的，但是速度並不快呢？M.2最初叫做NGFF，全名是Next Generation Form Factor。這個接口很特殊，同時支持SATA和PCI-E兩個通道，很容易讓人誤解。其實並不是所有的M.2固態硬盤讀寫速度都很快，如果是采用SATA通道的M.2接口固態硬盤，讀寫速度不會超過550MB/s。還要注意的是，主板廠商的M.2接口有的選擇了CPU原生的PCI-E通道，有的是通過PCH南橋擴展出來的，這可能對固態硬盤的速度產生影響。

　　AHCI與NVMe協議

　　說完接口，我們再來聊兩種固態硬盤的協議。就好像IDE總要走到頭，AHCI似乎也出現了瓶頸。現在所用的SATA接口與AHCI標准其實是為高延時的機械硬盤而設計的，目前主流固態硬盤依然繼續使用它們，早期固態硬盤性能不高時可能還不覺得有什麼問題，但是隨著固態硬盤的性能逐漸增強，這些標准已經成為限制固態硬盤的一大瓶頸，專為機械硬盤而設計的AHCI標准並不太適合低延時的固態硬盤。

　　NVMe的一大優勢就是低延遲。這主要是因為流線型的存儲堆棧，NVMe無需讀取寄存器就可以發出命令。AHCI的每個命令都需要讀取4個不可緩存寄存器，從而導致大約2.5μs的額外延遲。低延時和良好的並行性的優勢就是可以讓SSD的隨機性能得到大幅度提昇，在任何隊列深度下都能發揮出極佳的速度。

　　NVMe對固態硬盤的IOPS性能提昇也比較大。因為在制定AHCI規范時，並行性的想法沒有完全加入到規范內，利用NCQ功能可以對傳輸能力進行優化，但是接口並不允許SSD真正最大限度地發揮其應有的並行性。此外，對於移動設備用戶來言，使用NVMe存儲設備可以對電池續行起到很大幫助。

　　NVMe加入了自動功耗狀態切換和動態能耗管理功能，設備從能耗狀態0閑置50ms後可以迅速切換到能耗狀態1，在500ms閑置後又會進入能耗更低的狀態2。雖然切換能耗狀態會產生短暫延遲，但閑置時這兩種狀態下的功耗可以控制在非常低的水平，因此在能耗管理上，相比起主流的SATA接口固態硬盤也擁有較大優勢。

　　速度對比

　　下面我們看一下兩種固態硬盤速度對比：

　　兩者的AS SSD跑分速度差距明顯，無論是連續讀寫、還是4K測試，PCI-E固態硬盤都遠遠領先SATA固態硬盤，綜合得分PCI-E固態硬盤高出SATA固態硬盤三倍有餘。

　　普通用戶裝機時應該如何選擇

　　說了這麼多，有些讀者可能有些迷糊，為了幫助大家理解，筆者將各種接口以及速度對比繪制成表格，這樣就可以一目了然。

　　看到這你可能會發現PCI-E有很多好處，但並不是每個人都適合購買。因為PCI-E SSD閃存顆粒和主控的原因，PCI-E的SSD價格都非常昂貴。比如512GB SATA協議的SSD價格在800元左右，而同樣容量的PCI-E協議的SSD售價卻高達2000元。

　　並且於PCI-E會佔用總線通道，入門以及中端平臺CPU通道數較少，都不太適合添加PCI-E固態硬盤，只有Z270，或者X99這樣的旗艦級平臺，纔能充分發揮PCI-E固態硬盤的性能。