В постоянно развивающемся ландшафте компьютерного оборудования интерфейсы хранения данных играют решающую роль в определении скорости, эффективности и общей производительности устройств хранения. Два основных соперника на этой арене — SATA (Serial ATA) и PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). Понимание различий, преимуществ и ограничений этих интерфейсов необходимо пользователям для принятия взвешенных решений в области хранения данных.
Вот как отличить эти два варианта хранения данных по размеру, скорости, производительности и стоимости.
В этой статье:
Разъем и размер
Хотя SATA и PCIe обычно ассоциируются с поддерживаемыми ими накопителями, важно понимать, что эти термины относятся к самим технологиям интерфейса. SATA характеризуется небольшим L-образным разъемом, который широко используется для подключения различных накопителей, включая оптические приводы, жесткие диски и SSD, к материнским платам. Этот разъем сопровождается вторым, более длинным Г-образным разъемом, через который подается питание на подключенное устройство.
Жесткие диски SATA выпускаются в форматах 3,5 и 2,5 дюйма, в то время как твердотельные накопители SATA обычно ограничиваются форм-фактором 2,5 дюйма. За годы своего существования SATA претерпела несколько поколений развития, и наиболее распространенным сегодня является SATA III, который служит стандартным интерфейсом для современных жестких дисков и твердотельных накопителей.
С другой стороны, PCIe, или PCI Express, — это универсальный интерфейс, который можно найти на современных материнских платах. Он предлагает разъемы различных размеров для таких компонентов, как видеокарты, и порты меньшего размера для дополнительных плат, таких как Wi-Fi и USB-порты. Пропускная способность PCIe может быть разной: от x1 для небольших и менее производительных соединений до x16 для более крупных соединений с высокой пропускной способностью.
Твердотельные накопители PCIe могут подключаться непосредственно к слотам PCIe, при этом часто используется тип разъема NVM Express (NVMe). Такие диски обычно на треть меньше стандартной видеокарты. В интерфейсах SATA и PCIe может использоваться разъем типа M.2, хотя диски PCIe более распространены в этой форме. Накопители M.2 компактны и изящны, они плотно прилегают к материнской плате и не требуют дополнительного питания. Высокопроизводительные диски M.2 могут оснащаться теплораспределителями и радиаторами для поддержания безопасной рабочей температуры.
Накопители PCIe, использующие разъемы M.2 или NVMe, могут поддерживать разные поколения PCI Express. Наиболее распространенным является PCIe 3.0, но с появлением PCIe 4.0, как в материнских платах AMD x570, пропускная способность увеличилась вдвое (16 Гбит/с), что позволяет использовать более быстрые и эффективные диски.
Производительность
Каждый накопитель характеризуется своими показателями производительности, но и у форматов SATA, и у PCIe есть свои ограничения. Диски SATA III в первую очередь ограничены максимальной устойчивой скоростью чтения и/или записи 6 Гбит/с, что эквивалентно примерно 550 Мб/с. В то время как жесткий диск SATA не может достичь таких скоростей, твердотельные накопители SATA III, такие как впечатляющий Samsung 860 Evo, могут с комфортом преодолеть этот порог в синтетических тестах.
Важно отметить, что лишь немногие диски достигают таких скоростей в реальных сценариях, поскольку практическое использование может отличаться из-за различий в размерах файлов и композиций, влияющих на скорость чтения и записи. Твердотельные накопители M.2, использующие протокол SATA, имеют те же ограничения скорости, что подчеркивает необходимость использования накопителей PCIe M.2 для достижения более высоких скоростей.
Примечание: В реальных условиях использования лишь немногие накопители смогут достичь таких скоростей, поскольку это практический максимум, которого может достичь накопитель, а различия в размерах и составе файлов могут влиять на скорость чтения и записи.
Эти же скорости относятся и к твердотельным накопителям M.2, использующим протокол SATA, поэтому при покупке диска M.2 обращайте на это внимание. Если вам нужна большая скорость, вам нужен накопитель PCIe M.2, а не SATA M.2.
Накопители PCIe, использующие стандарт разъемов M.2 или NVMe, обеспечивают повышенную скорость, но все равно зависят от скорости чипов памяти в накопителе и поколения PCI-Express, для которого они предназначены. Накопители PCIe 3.0 обычно имеют максимальную устойчивую скорость чтения/записи 3 500 МБ/с, а накопители PCIe 4.0 повышают планку: их максимальная устойчивая скорость чтения/записи достигает 7 000 МБ/с. Появляются также диски нового поколения PCIe 5.0, которые способны развивать скорость свыше 10 000 МБ/с.
Однако такие скорости редко достигаются в реальных условиях: в синтетических тестах накопители PCIe 3.0 обычно обеспечивают скорость устойчивого чтения около 2 500 МБ/с, а самые современные накопители PCIe 4.0 — около 6 500 МБ/с. В исключительных случаях скорость чтения дисков, предназначенных для высокоскоростных центров обработки данных, может превышать 7 ГБ/с, а скорость устойчивой записи — 6 ГБ/с, хотя это редкость и стоит дороже.
Дополнительные показатели производительности, такие как скорость случайного чтения и записи, демонстрируют меньший разброс между дисками SATA и PCIe. Хотя накопители PCIe могут заявлять, что скорость случайного чтения/записи в три-пять раз выше, чем у их аналогов с интерфейсом SATA, в реальности она чаще всего оказывается скромнее — в два-три раза, особенно при длительных передачах. При коротких передачах разрыв в производительности значительно сокращается.
Ощутимая разница в работе этих типов накопителей во время использования во многом зависит от системных требований пользователя. Хотя быстрые диски NVMe или M.2 PCIe могут незначительно ускорить загрузку игр и время загрузки Windows по сравнению с SSD SATA, ощутимая разница несущественна. Однако если частая передача больших файлов является частью рутины, разница становится более заметной.
С практической точки зрения, скачок в реальной производительности более заметен при переходе с жесткого диска на SSD (даже с SATA на SATA), чем при переходе с SATA SSD на PCIe SSD.
Стоимость
Благодаря компактным размерам и более высокому потенциалу производительности диски PCIe обычно стоят дороже своих аналогов с интерфейсом SATA. Разница в цене не всегда существенна: например, между SSD Samsung 870 Evo SATA емкостью 500 ГБ и SSD Samsung 970 Evo PCIe M.2 емкостью 500 ГБ разница может составлять всего 30 долларов.
Однако некоторые накопители могут быть заметно дороже. Например, накопитель 905P 960 ГБ на базе Optane от Intel может превышать стоимость более чем пяти средних PCIe-накопителей емкостью 1 ТБ вместе взятых.
По новым правилам Дзена свежие материалы показываются в первую очередь подписчикам, которые реагируют на публикации. Поэтому не забывайте подписаться, поставить лайк и оставить комментарий, так вы будете первым узнавать о всех новых статьях на нашем канале!
