nvme SSD和sata SSD的对比

都说NVMe SSD优于SATA SSD，那为什么会是这样，软硬件分别体现在哪里？
我们先来澄清一些概念，NVME是接口规范，适配PCIe总线，SATA也是总线，适配的是AHCI接口规范

低延时
①NVMe SSD是通过PCIe直接连到CPU内部；PCIe总线具有很高的传输速率(gen4 16GT/s gen5 32GT/s)，高并发（x4或x8 Lane并发），低冗余（128/130编码）、协议优化交互设计等；
SATA SSD的指令需要从CPU和内核走到南桥，再通过SATA总线走到SSD，SATA总线具有较低的传输速率(sata3.0 6Gb/s)，低并发（没有Lane并发），高冗余（8/10编码），再加上SATA协议层冗长
②nvme精简调用方式，执行命令时不需要读取寄存器；AHCI每条命令要读取4次寄存器，一共会消耗8000次CPU循环，从而造成2.5微秒的延迟
③SATA通过锁在进程之间共享资源，nvme减少了各个CPU核之间的锁同步操作
④SATA SSD支持1个MSI-X中断向量；NVMe SSD支持2k个中断向量
高性能

图1为PCIe通信方式，有专门的发送和接收通道，数据可以同时往两个方向传输，这种工作模式成为双单工模式，也可以理解为全双工模式
图2为SATA通信方式，也有独立的发送和接收通道，单同一时间只能一条通道进行数据传输，这种工作模式时半双工模式。
此外，nvme支持64k个IO队列，每个队列深度可达65535；AHCI只支持1个命令队列，队列深度固定为32个
低功耗
在功耗管理上NVMe标准的SSD会比SATA SSD拥有较大的优势，NVMe加入了自动功耗状态切换和动态能耗管理功能，SSD在闲置的时候可以快速的控制在极低的水平，从而降低整体的能耗。这一点对移动设备来说尤其重要，可以显著增加笔记本和平板电脑的续航能力。
外部环境
①3D nand的普及让SATA SSD失去了价格优势。比较英特尔的P3520和S3610系列，如果但看整体价格，肯定是S3610的SATA便宜一些，但是加权寿命后每GB的价格降低了很多，由2D时代的十倍降低到了3D时代的3倍，考虑到NVMe的带宽和IOPS优势，几乎可以相互抵消了
②丰富的NVMe接口多方位挤压SATA市场
NVMe由最开始的AIC接口，还有U.2 M.2 和BGA等多种形式，其中U.2和M.2兼容了SATA接口，获得了NVMe服务器厂商的支持。U.2是未来主流发展方式，具有便携管理（热拔插）和高性能；M.2主要应用于消费级市场，其功耗和SATA接近。
③完善的厂商支持推进生态成熟

图片上是部分国内厂商，无论是底层SSD，中间的服务器平台，还是上层的存储软件都能参与进来，完善的厂商支持将会进一步推进生态成熟。

参考：
https://blog.csdn.net/Z_Stand/article/details/111415236
公众号：存储技术最前线《企业级SSD市场接口之争：SATA会被NVMe取代吗？》

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