总线，协议，接口

最近发现自己退化的厉害，故为了防止病情的进一步恶化，我尝试简单的总结一下我最近学的相关知识，主要是与硬盘相关，毕竟这东西经常买，多知道一点还是有不少的好处的。

而在这篇文章中，我们不讨论机械硬盘或者固态硬盘中硬件原理，而是专门的总结一下与其相关的总线，接口，以及协议的相关知识。

  • 总线：总线的任务主要是进行数据的传输，总线的性能主要是用带宽(bandwidth)来进行描述，其定义为总线在单位时间内所能传输的数据量，现在常见的总线有SATA, PCIE, SAS。
  • 接口: 硬盘中用来和主板接入的实际接触部分，没有这个东西你就没法把硬盘塞到主板上。
  • 协议: 用来定义和实现通信的一组规则，简而言之的话，就是硬件之间沟通的具体方法，现在常用的协议有ACHI，NVME，SCSI。

通常来讲这三者要互相匹配，并且整体的速度上限往往是由总线来决定的，这里借用一张硬件茶谈中的图来进行描述。

如果以我们常买的固态硬盘为例的话，一般会为M.2接口，PCIe总线，NVMe协议这个组合。

这里顺便记录下常见的总线带宽上限，让自己稍微有个速度上定量的概念。

  • SATA3.0
理论带宽 编码 换算为windows内显示传输速度
6Gbps 8:10 600MB/S
  • PCIE
PCIE版本 编码 x1 x4 x8 x16
3.0 128b/130b/b 984.6MB/S 3.938GB/S 7.877GB/S 15.754GB/S
4.0 128b/130b/b 1.969GB/S 7.877GB/S 15.754GB/S 31.505GB/S
  • SAS 3.0
理论带宽 编码 换算为windows内显示传输速度
12Gbps 8:10 1.2GB/S

这里PCIE的速率会随着你所使用的总线通道而上升，故给出多组数据。

参考

【硬件科普】硬盘的SATA M.2 NGFF NVME是什么意思，详解硬盘的总线协议与接口