SSD固态硬盘，彻底打破了温彻斯特结构的机械硬盘多年来在电脑硬件领域的统治。SSD数倍于HDD机械硬盘的传输性能，让普通用户和发烧玩家的体验均成倍提升。
在这场存储革命中，为了实现更快的速度、更多的使用环境、更好的体验，SSD的接口也在不断进化革新，像主流的SSD就有SATA接口、M.2接口、U.2接口、PCIe接口和mSATA接口(目前很多SSD也在用SAS接口)等，那么，下面笔者就重点介绍下这四种常见的接口。
SATA接口
作为目前应用最多的硬盘接口，SATA 3.0接口最大的优势就是成熟。普通2.5英寸SSD以及HDD硬盘都使用这种接口，理论传输带宽6Gbps，虽然比起新接口的10Gbps及32Gbps带宽有一定的差距，但普通2.5英寸SSD可以满足大多数用户的日常应用需求，500MB/s左右的读写速度也够用。而对于100MB/s左右读写速度HDD机械硬盘上，6Gbps带宽还远远谈不上瓶颈，只能埋怨HDD硬盘发展太慢，存储速度一直没有质变。
虽然SATA 3.0接口规格已经推出有一段时间，但“廉颇岁老，尚善饭否”。大多数用户对SSD性能的要求谈不上极端苛刻，而且还要考虑选购时的性价比因素，因此SATA 3.0接口在很长一段时间内都将是主流大众的选择。
PCIe接口
在传统SATA硬盘中，当我们进行数据操作时，数据会先从硬盘读取到内存，再将数据提取至CPU内部进行计算，计算后再反馈给内存，最后写入至硬盘中；而PCIe接口就不一样了，数据直接通过总线与CPU直连，省去了内存调用硬盘的过程，传输效率与速度都成倍提升。简单的说，我们可以把两种通道理解成两辆相同的汽车，PCIe通道的汽车就像是在高速上行驶，而SATA通道的汽车就像是在崎岖山路上行驶。很显然，PCIe SSD的传输速度会远大于SATA SSD。
HyperX Predator PCIe SSD是众多PCIe接口SSD中的佼佼者，它采用PCI-E 2.0×4接口，半高式设计，主控为Marvell 88SS9293，读取速度和写入速度分别达到了1400MB/s和1000MB/s，是HyperX高端固态硬盘产品中速度最快的产品，读写速度也远超SATA接口的SSD产品。
虽然PCIe SSD有诸多好处，但也不是每个人都适合。PCIe SSD由于闪存颗粒和主控品质极高，总体成本也相对较高，相比传统SATA接口固态硬盘的售价要贵一些。另外，由于PCIe会占用总线通道，入门以及中端平台CPU通道数较少，也不太适合使用PCIe SSD。
只有配合Z170、X99这样顶级平台，才可以完全发挥PCIe SSD的性能。总的来说，如果你是在组装专业工作室用机，或是骨灰发烧级玩家，亦或是一个不差钱的土豪，那么HyperX Predator PCIe SSD是决对正确的选择！
M.2接口
M.2接口，是Intel推出的一种替代mSATA新的接口规范。其实，对于桌面台式机用户来讲，SATA接口已经足以满足大部分用户的需求了，不过考虑到超极本用户的存储需求，Intel才急切的推出了这种新的接口标准。虽然，我们在华硕、技嘉、微星等发布的新的9系列主板上都看到了这种新的M.2接口，现已普及。
与mSATA相比，M.2主要有两个方面的优势。第一是速度方面的优势。M.2接口有两种类型：Socket 2（B key——ngff）和Socket 3（M key——nvme），其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口，而如果采用PCI-E ×2接口标准，最大的读取速度可以达到700MB/s，写入也能达到550MB/s。而其中的Socket 3可支持PCI-E ×4接口，理论带宽可达4GB/s。
第二个是体积方面的优势。虽然，mSATA的固态硬盘体积已经足够小了，但相比M.2接口的固态硬盘，mSATA仍然没有任何优势可言。M.2标准的SSD同mSATA一样可以进行单面NAND闪存颗粒的布置，也可以进行双面布置，其中单面布置的总厚度仅有2.75mm，而双面布置的厚度也仅为3.85mm。
而mSATA在体积上的劣势就明显的多，51mm *30mm的尺寸让mSATA在面积上不占优势，而4.85mm的单面布置厚度跟M.2比起来也显得厚了太多。另外，即使在大小相同的情况下，M.2也可以提供更高的存储容量
M.2接口，最初叫做NGFF（Next Generation Form Factor），宽度22mm，单面厚度2.75mm，双面闪存布局也不过3.85mm厚。M.2接口产品有丰富的可扩展性，最长可以做到110mm，可以提高SSD容量。此外，M.2接口可以同时支持SATA及PCI-E通道，后者更容易提高带宽，如果是采用SATA通道的M.2接口固态硬盘，则读写速度在550MB/s左右。
其实前面介绍的HyperX Predator PCIe SSD产品本身拥有双重接口，从PCIe转接卡中取下，即可转换为M.2接口的SSD，并且读取速度和写入速度同样可以达到1400MB/s和1000MB/s。
AHCI相关知识：
AHCI,是在Intel的指导下,由多家公司联合研发的接口标准,它允许存储驱动程序启用高级串行ATA功能。我们在使用SATA SSD的时候,一定要在主板设置中开启AHCI模式。
NVMe协议不同于AHCI,利用PCI-E通道的低延时以及并行性,可将性能大幅提升。如三星960EVO最高速度达到3000MB/5.
NVMe协议的诞生就是为了从传输协议出发,进一步提升SSD的实际读写性能,提高产品传输效率。
NVMe的一大优势就是低延迟。这主要是因为流线型的存储堆栈，NVMe无需读取寄存器就可以发出命令。AHCI的每个命令都需要读取4个不可缓存寄存器，从而导致大约2.5μs的额外延迟。低延时和良好的并行性的优势就是可以让SSD的随机性能得到大幅度提升，在任何队列深度下都能发挥出极佳的速度。
NVMe对固态硬盘的IOPS性能提升也比较大。因为在制定AHCI规范时，并行性的想法没有完全加入到规范内，利用NCQ功能可以对传输能力进行优化，但是接口并不允许SSD真正最大限度地发挥其应有的并行性。
此外，对于移动设备用户来言，使用NVMe存储设备可以对电池续行起到很大帮助。NVMe加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能，设备从能耗状态0闲置50ms后可以迅速切换到能耗状态1，在500ms闲置后又会进入能耗更低的状态2。虽然切换能耗状态会产生短暂延迟，但闲置时这两种状态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接口固态硬盘也拥有较大优势。
上面两款都是M.2接口，如何分辨出哪个是PCI-E SSD哪个是SATA SSD？在弄清楚这个问题之前，我们先来解答几个常见问题。
1、同是M.2接口，为什么会有PCI-E和SATA之分？
这是因为两者所走的通道不同，M.2有两种接口定义：Socket 2和Socket 3。Socket 2支持SATA、PCI-EX2通道的SSD，Socket 3专为高性能存储设计，支持PCI-EX4。
2、有M.2接口的主板都能使用M.2 SSD？
非也非也，不同主板的M.2接口所支持的通道是不同的，有的仅持PCI-E通道，其规格说明里关于M.2的描述有标明。而有的则兼容SATA和PCI-E两种通道。所以如果您想购买 M.2 SSD，先要清楚了解自己的主板上的M.2接口是支持哪种通道的。
3、什么决定M.2 SSD所走的通道？
主控决定了接入M.2接口的SSD是走PCI-E通道还是SATA通道。例如HyperX Predator SSD的主控是Marvell 88SS9293主控，这是一款PCI-E控制器，而金士顿G2系列 M.2 2280 SSD采用的是SATA控制器。
4、性能差别有多大呢？
走的通道不一样，速度自然有差别。SATA3.0通道的理论带宽是6Gb/s.理论极限传输速度600MB/s,所以跟市面所有的SATA接口SSD一样，金士顿G2系列 M.2 2280 SSD的最高读取速度不超过600MB/s,而主板M.2接口走PCI-E通道传输通道带宽为10Gb/s。HyperX Predator SSD的连续读写达到1400MB/s和1000MB/s，完全超过了SATA3.0的极限传输速度。
mSATA 接口
早期，为了更适应于超极本这类超薄设备的使用环境，针对便携设备开发的mSATA（mini SATA）接口应运而生。你可以把它看作标准SATA接口的mini版，物理接口跟mini PCIe接口一样。
mSATA接口是SSD小型化的一个重要过程，不过mSATA依然没有摆脱SATA接口依然是SATA通道，速度是6Gbps。诸多原因没能让mSATA 接口火起来，反而被更具升级潜力的M.2 SSD所取代。
在计算机发展的这60年中，从最初的打孔卡记录到今天的高性能SSD，存储介质发生了翻天覆地的变化。近几年SSD更是发展迅速，从接口形态的进化可窥探一二。目前拥有SATA、mSATA、M.2、PCIe等接口，在各种平台设备都有所运用。
U.2 接口
U.2原名SFF-8639，U.2接口的最大特色就是高速低延迟低功耗，支持NVMe标准协议，并且走的是PCI-E 3.0 x4通道，理论传输速度高达32Gbps，SATA只有6Gbps，比SATA快了足足5倍。
U.2也一样乘着NVMe技术的东风，从服务器、企业级硬盘开始走入消费类硬盘，但过程异常缓慢。虽然U.2比M.2更具备散热和容量的优势，也不会像PCI-E SSD一样占用主板插槽，但是普及率并不高。
U.2接口其实已经出现了很多年，但一直都只有HGST Ultrastar SN100、OCZ Z-Drive 6000等几款企业级产品。消费级市场更是Intel一家独大，最为常见的U.2 SSD就是Intel 750系列。但国产存储品牌不开始不断推出U.2 SSD，这对于U.2 SSD的普及算是个利好的消息。
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第1章 闪存技术发展概述 4
第2章 闪存系统关键技术解析 5
2.1 主流闪存系统架构 5
2.2 闪存系统元数据管理 6
2.3 闪存全局Flash转换层(GFTL)分析 7
2.4 闪存Inline重删技术 7
2.4.1 主流闪存重删技术原理 9
2.4.2 Inline在线重删 10
2.4.3 重删分块大小 11
2.4.4 重删元数据的管理方式 11
2.5 弱Hash加逐字节对比 11
2.6 Scale-out与Scale-up能力 12
2.7 加速卡或加速芯片 12
2.8 闪存系统IO基本流程 12
第3章 Flash主流颗粒解析 13
3.1 NAND Flash颗粒分类 13
3.1.1 NOR Flash技术特性解析 14
3.1.2 NandFlash闪存颗粒原理 15
3.1.3 NAND Flash和HDD最大区别 17
3.2 颗粒的发展和未来 19
3.2.1 忆阻Memristor存储技术 20
3.2.2 3D水平NAND Flash堆叠技术 21
3.2.3 3D垂直NAND Flash堆叠技术 22
3.3 行业应用对SSD等级和类型定义 23
3.3.1 如何选择正确SSD“级别” 24
3.3.2 什么是工业级NAND Flash 26
3.3.3 什么是商业级NAND Flash 27
3.3.4 什么是OEM级NAND Flash 27
3.3.5 什么是消费级NAND Flash 28
3.3.6 NAND Flash最终结论是什么 28
第4章 SSD控制器关键技术 29
4.1 SSD控制器架构分析 29
4.2 Block磨损均衡 33
4.3 SSD掉电保护 34
4.4 SSD的可靠性问题 35
4.5 SSD接口技术 36
4.5.1 SATA/SAS接口技术 36
4.5.2 PCIe SSD存储接口 37
4.5.3 NVM Express标准 38
4.5.4 NOR flash接口技术 43
第5章 主流闪存产品分析 44
5.1 NetApp闪存产品分析 44
5.1.1 All Flash FAS(AFF)闪存系统 45
5.1.2 SolidFire闪存系统 46
5.1.3 NetApp闪存存储总结 48
5.2 PureStorage闪存产品分析 49
5.2.1 FlashArray闪存系统 49
5.2.2 FlashBlade产品分析 51
5.2.3 全闪存NAS存储应该场景在哪里 54
5.3 Tegile System闪存产品分析 57
5.3.1 Tegile的NVMe产品分析 60
5.4 华为Dorado产品分析 65
5.4.1 Dorado闪存关键技术分析 67
5.4.2 Dorado闪存产品总结 75
5.5 Violin Memory闪存产品分析 76
5.5.1 Violin Memory关键技术 77
5.5.2 Violin Memory 7000全闪阵列 84
5.5.3 Violin Memory闪存平台(FSP) 85
5.5.4 Violin Memory Windows闪存(WFA) 86
5.5.5 Violin Memory身前产品总结 88
5.6 主流闪存厂商总结 88
第6章 解析如何发挥全闪存优势 95
6.1 从闪存颗粒类型和原理谈谈闪存寿命 95
6.2 如何通过SSD磁盘技术提高闪存寿命 97
6.3 传统存储可否发挥SSD的性能和可靠性 100
6.4 闪存和双活是不是黄金搭档 101
6.5 如何构建闪存生态把握闪存趋势 103
第7章 NVMe关键技术解析 105
7.1 NVMe技术发展背景 105
7.2 NVMe架构和技术优势 106
7.3 NVMe协议技术架构 107
7.4 NVMe设备在SCSI体系中应用 108
第8章 Intel Optane系列产品解析 109
8.1 3D XPoint一种SCM技术分析 110
8.2 3D XPoint SSD和Memory产品介绍 111
8.3 3D XPoint应用场景分析 113
第9章 NVMe结合SCM是闪存未来之路 117
9.1 SSD产品和技术的发展历程 117
9.2 Clodstream和AEP完成第一次实践 118
9.3 SCM主要的优势和特点 121
9.4 详解SCM的四大分类 122
9.5 SCM的应用场景和方案 125
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