固态硬盘m.2接口和nvme区别在哪,PCIe与NVMe的关系是什么

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导读

M.2接口和NVMe协议是两类不同的技术，但经常被一起提及。就好比同是有线耳机这个后缀，但并不意味着苹果耳机和索尼耳机是一码事。

M.2接口： 这是指一种物理接口的标准和形态规范，你可以把它想象成一个卡槽的形状、大小和针脚定义。也就是SSD硬盘或者无线网卡这些小东西插进去的地方。主板上的M.2插槽就是按照这个规范设计的。它就像公路网的物理标准，规定了车辆怎么走。

NVMe： 这是指Non-Volatile Memory Express，中文叫做非易失性内存快速协议。它是一种电脑用来跟闪存(Flash Memory，也就是SSD硬盘内部的那个)通讯的新型标准和语言。类似于传统的SATA协议，它也是一种定义了数据传输规则的标准，只不过NVMe是专门为了高速NAND闪存设计的，目的是实现更快的速度。

简单来说： 就像你可以有不同的USB接口（比如传统的USB-A，现在也有USB-C物理接口），你可以有不同的网卡接口（PCIe、PCI、USB等），M.2接口就是在主板上预留的一种特定类型的接口，来插装固态硬盘。

而Intel在制定SATA标准时，也包含了一套叫AHCI的标准来让操作系统驱动不同品牌的SATA设备。对于NVMe，操作系统和厂商则用一套叫做NVMe的协议来驱动硬盘。 所以前后端不匹配就会出问题。

比较关键的点：

1. M.2接口是一个“外壳”和“插槽标准”。
2. NVMe是一种“数据传输协议”或“驱动/语言”。

如果一个固态硬盘是NVMe接口类型，说明它使用的是NVMe协议，并且通常需要插在M.2 NVMe插槽或者PCIe插槽上。 同时，现在确实有些M.2接口规格（比如传统的SATA M.2接口，它通常标着SATA字样，或者仅仅是M.2接口，不指明协议）用SATA协议进行数据传输。这种使用SATA协议的M.2 SSD，其速度上限被限制在SATA III的标准（通常600MB/s）。

总结一下：

• 想想USB Type-C接口：它本身是物理接口标准（外壳），但现在有当成USB接口用，也有些当成了Thunderbolt 3接口（物理形态相同，但本质上是PCIe/NVMe下游通道+Thunderbolt协议）。M.2也是如此，M.2是一种接口形式。
• NVMe协议的出现是为了榨干SS旋钮（节省读写速度的SSD）的性能，它就像跑在高速公路上的货车协议，而老旧的SATA就像老的单行道协议啊。
• 一台电脑或主板理解协议，但只能识别部分，就像你买了Type-C接口的硬盘，却发现BIOS需要选择支持NVMe或传统的AHCI模式。

关于各种技术点我会细说：

我刚才说NVMe是一种协议，AHCI是另一种协议。它们就像Windows系统下的NTFS和FAT文件系统，都是用来管理数据的，但NVMe是为了适应现在新型的PCIe接口SSD设计的，比传统的SATA接口SSD专用的AHCI协议（是一种在SATA控制器上运行的协议扩展）更高效。 所以，如果你是个SSD，用了NVMe协议，那么你前端不行可能会因为罪不够大却又不够小，导致啊，有时候问题。

看一下这些不同的协议傻傻分不清楚：

• AHCI协议：是基于SATA物理层之上的一层控制层，用来和操作系统沟通。传统SATA SSD和部分非常早期的NVMe SSD（兼容模式）是用AHCI驱动的。
• NVMe协议：是为PCIe通道的非易失性内存设备（主要是SSD）定义的新一代驱动接口，性能远超AHCI，能充分发挥PCIe高速、低延迟的优势。
• SATA协议（通常与AHCI一起使用）：是最传统的HDD和SSD的接口标准和协议，速度较慢，属于串行接口，在SATA硬件世界里面，也用AHCI来操作。

M.2是一个接口，你可以选择给它配M.2接口配套使用的是什么协议。

举个例子：

• 你有一个M.2接口，你可以选择配套支持SATA协议的SSD，这种是通用型的（需要AHCI驱动才能被传统主板识别）。
• 或者你选择配套支持NVMe协议的SSD，这种通常是插在主板上的独立M.2 NVMe插槽或者PCIe插槽里的。

所以，如果你看到一块标为NVMe的SSD，它很可能是在M.2 NVMe插槽或者全高PCIe x16插槽上使用，因为前者的PCIe带宽可能比后者的高很多啊。 而如果一套硬件（如你的电脑操作系统）采用了NVMe驱动但系统配置时误选择了只用AHCI模式，那就可能导致NVMe看不到，或者说性能无法打开，或者说压根点不出来。你可以说阿西比，这里机制不兼容。

所以，最关键的区分在于看后端协议（NVMe还是淘汰的AHCI/SATA）以及与之匹配的前端接口（M.2 NVMe插槽或者PCIe插槽）。

最好将物理接口（M.2 NVMe）和协议标准（NVMe）分开，它们一个决定你东西能不能插进去，另一个则决定你的东西有多快和稳定。选购时，找那种既明确标着NVMe又匹配你的主板插槽，还要连驱动都能完美适配，这样的东西最重要。