NGFF 固态硬盘协议介绍

发布时间: 更新时间: 总字数:1018 阅读时间:3m 作者: IP上海 分享 网址

NGFF(Next Generation Form Factor)协议,现通常被称为 M.2,是一种为固态硬盘(SSD)、Wi-Fi、蓝牙、全球导航卫星系统(GNSS)等设备设计的物理接口和规范。

目的

NGFF 的目的旨在取代老旧的 mini-SATA (mSATA) 接口,提供更小、更灵活的外形尺寸,同时支持更高的传输速率。

关键特性

M.2 接口的主要特点包括:

  • 小型化设计:M.2 规范定义了多种外形尺寸,例如 2242、2260、2280 等,其中数字的前两位代表宽度(22mm),后两位代表长度(42mm、60mm、80mm)。这种多样化的尺寸让设备制造商可以根据主板空间灵活选择,尤其适合轻薄笔记本电脑和超极本。
  • 多协议支持:这是 M.2 接口最大的优势之一。它能支持多种总线协议,最常见的是:
    • SATA:通过 M.2 接口运行 SATA 协议,其性能与传统的 2.5 英寸 SATA 硬盘相同,最高理论速度为 6Gb/s。
    • PCI Express (PCIe):通过 M.2 接口运行 PCIe 协议,可以利用主板上的 PCIe 通道,提供远超 SATA 的高速性能。常见的 PCIe x2 和 PCIe x4 通道,其理论速度可达 16Gb/s 或更高,是高性能 SSD 的首选。
    • USB 3.0:部分 M.2 接口也支持 USB 3.0,用于连接 WWAN(无线广域网)等设备。
  • 模块化设计:M.2 设备通过不同的 Key(接口缺口)来区分所支持的协议。例如:
    • Key B:通常用于 SATA、PCIe x2 或 USB 接口的 SSD 和 WWAN 模块。
    • Key M:通常用于 PCIe x4 接口的高速 SSD。
    • Key B+M:一些 SSD 同时支持 Key B 和 Key M 两种缺口,以兼容更多主板插槽。

M.2 与 NVMe 的关系

许多人会将 M.2 和 NVMe 混淆,但它们是两个不同层面的概念:

  • M.2:是一种物理接口和外形规范,决定了设备如何连接到主板。
  • NVMe(Non-Volatile Memory Express):是一种逻辑协议,专为 PCIe SSD 设计,用于取代老旧的 AHCI 协议。NVMe 协议能更高效地利用 SSD 的并行处理能力,显著降低延迟,提升读写速度。

简而言之,一个 M.2 接口的 SSD 可以运行 SATA 协议NVMe 协议。只有运行 NVMe 协议的 M.2 SSD 才能充分利用 PCIe 通道的高速性能。因此,一个高性能的 SSD 通常是**M.2 接口,支持 NVMe 协议**的设备。

优点与应用场景

  • 优点
    • 体积小巧:节省设备内部空间,尤其适合轻薄型设备。
    • 性能卓越:通过 PCIe 通道和 NVMe 协议,可以实现极高的数据传输速率。
    • 多功能性:一个接口可以支持多种设备,如 SSD、无线网卡等。
  • 应用场景
    • 笔记本电脑和超极本:作为内部存储,替代传统的 2.5 英寸硬盘。
    • 台式机:用于安装系统盘或作为高速数据盘,提升整体性能。
    • 小型电脑:如英特尔 NUC 等,其紧凑设计对 M.2 接口依赖性很高。
    • 扩展卡:通过 PCIe 转 M.2 适配卡,可以将 M.2 SSD 安装在不自带 M.2 插槽的台式机上。
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