在过去十年中，固态硬盘 (SSD) 已成为许多计算环境的首选，因为与硬盘驱动器 (HDD) 相比，固态硬盘 (SSD) 的读/写速度更高，而且没有移动部件。但是，有许多选项可供选择，找到适合您需求的产品可能具有挑战性。

在这篇文章中，我们将介绍最广泛使用的 SSD 类型之一，即 M.2，以及用于将 SSD 连接到主板的最受欢迎（也是最快）的协议，即非易失性内存主机控制器接口规范 (NVMe)。

虽然术语 M.2 与 NVMe 经常互换使用，但它们实际上是指可以一起或单独使用的不同技术。简而言之：

• NVMe 是专为高性能、非易失性存储介质设计的存储和传输协议。
• M.2 是一种可实现高性能存储的 SSD 外形尺寸。

使用 NVMe 接口连接的 M.2 SSD 可提供目前最快的数据传输速度。

SSD 是一种基于半导体的存储设备，依靠闪存在计算机中存储数据。与使用磁铁存储数据的磁性存储（例如硬盘驱动器 (HDD) 和软盘驱动器）不同，SSD 使用 NAND 技术，这是一种非易失性存储，不需要电源来维护数据。在 SSD 中，每个内存芯片均由包含内存单元（也称为页或扇区）的块构成，而每个内存单元都有内存位。硬盘驱动器由于盘片和读/写头的移动而具有固有的延迟和访问时间，而 SSD 没有移动部件，因此速度更快。

NVMe（非易失性内存主机控制器接口规范）是一种数据传输协议，可减少 SSD 和闪存存储中使用的每秒每个输入/输出（I/O 或 IOPS）的系统开销。根据一份 2023 年 International Data Corporation (IDC) 报告（ibm.com 外部链接），NVMe 旨在加快通过 PCI Express 连接的系统的数据传输速度，PCI Express 是一种串行扩展总线，是将计算机连接到一个或多个外围设备的标准配置。与其前身串行高级技术附件 (SATA) 不同，NVMe 专为高性能、非易失性存储介质而构建，使其成为消费者和企业工作负载的绝佳选择。

NVMe 可以在企业级使用，与热门小型计算机系统接口 (SCSI) 相比，基础架构占地面积更小，功耗更低。NVMe SSD 可以提供比 HDD 更好的响应时间，因为其驱动程序得到了改进，允许并行和轮询，并有助于减少延迟以避免 CPU 瓶颈。

2011 年，NVMe 存储技术作为 SATA 和串行连接 SCSI (SAS) 协议的替代方案推出，而后者多年来一直是行业标准。与前代产品相比，NVMe 除了在存储和技术方面有所改进外，还促进了同时开发的重要技术的发展，包括物联网 (IoT)、人工智能 (AI) 和机器学习 (ML)。

外围组件互连高速 (PCIe) 总线

NVMe SSD 最重要的差异化因素之一是它访问闪存存储的方式。通过使用外围组件互连高速 (PCIe) 总线，它可以移除“中间人”控制器，从而大大减少延迟。不过，NVMe 也可以在任何类型的“结构”互连例如光纤通道和以太网上运行以及在以太网、iWarp、RoCEv2、iSER 和 NVMe-TCP 中运行。

PCIe Gen4 是最新的 PCI Express 规范，其数据传输速率是 Gen3 的两倍。Gen3 PCIe 的传输速率为每 PCIe 通道每秒 8 千兆传输速率 (GT/s)，而 Gen4 的速率为每 PCIe 通道 16 GT/s 或 2 GB/s。

并行命令队列

与使用 SCSI 协议的驱动器只能部署单个命令队列不同，NVMe SSD 可以同时运行数万个并行命令队列。对于 NVMe SSD，连接方式与协议无关。例如，NVMe PCIe 连接器可以通过运行 NVMe 协议的 PCIe 链路访问单个驱动器。

M.2 驱动器（或下一代外形 (NGFF) 驱动器）是一种通过 M.2 接口连接到计算机主板的 SSD。与其他类型的 SSD 相比，M.2 驱动器非常节能，并且占用更少的空间。此外，它们不需要任何类型的电缆连接，并且比广泛使用的 2.5 英寸 SSD 更小、更快。

尽管 M.2 驱动器的体积相对较小，但其存储的数据量仍与同类产品相同（高达 8 TB），并且通常运行速度更快。它们易于安装并与任何具有 M.2 插槽的主板兼容。即使您的主板没有 M.2 端口，仍然可以使用适合 PCIe 插槽的适配卡连接 M.2 驱动器。

SATA M.2 SSD

SATA 驱动器由于其与旧技术的兼容性而正成为越来越受欢迎的外形尺寸。虽然 NVMe SSD 仍然具有更大的带宽，但许多旧计算机不支持 NVMe 或 PCIe 技术，因此 M.2 SATA 接口是最佳选择。

SATA SSD 可以实现每秒 6 千兆字节 (Gbps) 的最大数据传输速度，这比其他较新的接口慢。严格就性能而言，SATA M.2 是市场上等级最低的 SSD 类型。但该技术仍然比 HDD 快得多，带宽是其三倍甚至四倍。此外，SATA M.2 SSD 比 NVME SSD 更实惠，对于没有空间容纳 2.5 英寸驱动器的主板，SATA M.2 是一个不错的选择。

M.2 NVMe SSD

NVMe 技术的特点是高带宽和快速数据传输速度。性能最佳的 NVMe 驱动器速度超过 3,000 兆字节每秒 (MB/s)，一些较新的型号速度可高达 7,500 MB/s。NVMe M.2 SSD 提供迄今为止市场上最快的数据传输速度。NVMe 技术的另一个吸引人的特点就在它的名字中：非易失性存储器。此规范意味着 NVMe 设备不需要电源来保留其数据。

与其他技术不同，NVMe M.2 SSD 使用 PCIe 插槽直接连接到计算机的 CPU。此功能使驱动器的闪存能够通过 PCIe 运行，而不是以速度慢得多的 SATA 驱动程序运行。通过 PCIe 总线，NVMe M.2 SSD 驱动器可以实现高达 20 Gbps 的传输速度，是 SATA M.2 的三倍多。

刚接触这些技术的用户可能会问，NVMe 和 M.2 哪个更好？事实上，它们之间根本没有可比性。它们是不同的技术，您不需要在它们之间做出选择，因为您可以同时拥有两者。在选择存储驱动器时，NVMe M.2 SSD 是速度最快且易于安装的驱动器之一。

但是，购买驱动器时，除了速度和性能之外，还有需要考虑许多因素。为了简化流程，我们使用四个关键因素比较了最受欢迎的技术：价格、技术规格、存储容量和速度。

• 价格：直到最近，SATA M.2 SSD 还比 NVMe M.2 便宜，这使其成为注重预算的用户的理想选择。然而，随着 NVMe M.2 的价格逐年下降，价格不再像以前那么重要了。截至撰写本文时，存储容量为 1 TB 或 2 TB 的 Samsung NVMe 和 Samsung SATA M.2 SSD 在 Amazon 上的售价在 64 美元至 130 美元之间。
• 技术规格：这也是两种技术的真正区别所在。一些较旧的设备根本不支持 NVMe 技术，因此 SATA M.2 是最佳选择。此外，在购买 NVMe 驱动器之前，用户需要检查其系统的兼容性，并确保它有足够的 PCIe 连接来支持多个设备。
• 存储容量：NVMe 和 SATA M.2 驱动器通常提供 1 TB 或 2 TB 选项。寻求更大容量的用户可以升级到 4 TB 和 8 TB 型号，但价格要高得多。在撰写本文时，NVMe 和 SATA 类型的 4 TB M.2 在 Amazon 上的售价在 200 至 300 美元之间，而 8 TB SSD 的售价接近 400 美元。
• 速度：NVMe M.2 SSD 的高性能、高吞吐量和高速数据传输能力是市场上的关键差异因素。NVMe 技术利用 PCIe 接口，使其能够直接连接到 CPU 和 SSD。这有助于降低延迟并提高系统响应能力。但是，根据您的需求，您可能不需要 NVMe M.2 SSD 提供快如闪电的速度，在这种情况下，SATA M.2 SSD 是一个稍微便宜的选择。虽然速度不如 NVMe SSD，但 SATA 驱动器仍然比任何 HDD 快得多。如果您是游戏玩家或将 PC 用于办公应用程序，SATA M.2 SSD 可能没问题。

至此，我们已经确定 NVMe 和 M.2 并不是相互竞争的技术，相反，它们实际上可以相互补充。对于企业级的业务需求来说，使用 NVMe 的优势不容忽视。M.2 SSD 确实有大量企业用例，但它们在希望升级笔记本电脑或 PC 的消费者中也广受欢迎。以下是这两种技术的一些最受欢迎的用例：

• 高性能计算：NVMe 具有处理并行处理所需的速度和存储容量，这是高频金融交易、AI 和 ML 等要求严格的应用程序的关键要求之一。
• 要求严格的应用程序：具有实时客户交互和快速访问大量数据功能的应用程序通常依赖 NVMe 技术来运行其工作负载。例子包括电子商务、个人理财和许多云原生应用程序。
• 数据中心：NVMe M.2 SSD 可帮助数据中心扩展其存储能力，同时仍能提供快如闪电的速度。根据 Enterprise Strategy Group (ESG) 最近的一份报告（ibm.com 外部链接），近四分之三的企业已经使用 NVMe SSD 存储或计划明年购买。
• 视频和图形编辑：许多视频编辑人员使用 NVMe M.2 SSD 来扩展存储空间，同时仍能获得应用程序所需的高处理速度。此外，便携式 NVMe M.2 的纤薄小巧外形使其成为移动编辑人员使用轻型计算机（如笔记本电脑、平板电脑和超极本）的理想选择。
• 游戏：许多严肃的游戏玩家已经开始依赖 NVMe M.2 SSD 提供的快速加载时间。NVMe SSD 是一种经济实惠且易于安装的升级产品，可提供流畅的游戏体验，并可增强各种其他应用程序的日常 PC 使用率。

NVMe 技术与 M.2 外形尺寸相结合，可帮助消费者和企业实现市场上最快的数据传输速度。对于游戏爱好者、视频编辑人员和其他希望升级其 PC 存储和传输功能的用户来说，NVMe M.2 SSD 是一个有吸引力的选择。

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