Gli SSD stanno diventando più convenienti, e quindi più mainstream in questi giorni. Non è insolito vedere un SSD anche in macchine orientate al budget. Prevediamo che nel prossimo futuro gli SSD avranno sostituito quasi interamente i tradizionali HDD meccanici.
Ma mentre dovevi preoccuparti solo delle dimensioni dell’HDD e dell’RPM se volevi acquistare un HDD meccanico, dovrai fare i conti con gerghi come NVMe, M.2 e SATA se stai cercando di procurarti un SSD.
In questo articolo, spiegheremo esattamente cosa significano questi termini e come possono influenzare la scelta di quale SSD ottenere per il tuo sistema.
SATA
Serial-ATA (SATA) è un’interfaccia bus per computer per il collegamento di supporti di archiviazione di massa a un computer. È stato progettato per sostituire il vecchio standard Parallel-ATA. Quando è stato introdotto, ha introdotto funzionalità come dimensioni ridotte del cavo, hot swap nativo, velocità di trasferimento dati più veloce, ecc.
Utilizza un connettore combinato di dati e alimentazione. Il connettore dati ha 7 pin mentre il connettore di alimentazione ha 15 pin.
L’architettura SATA è costituita da tre diversi livelli di protocollo:
- Livello fisico
- Livello di collegamento
- Livello di trasporto
Livello fisico
Il livello fisico definisce le caratteristiche fisiche ed elettriche di SATA e il sottosistema di codifica. È responsabile del rilevamento se i dispositivi SATA sono collegati e dell’inizializzazione del collegamento.
Livello di collegamento
Il livello di collegamento prende il sopravvento una volta che l’inizializzazione del collegamento è stata completata dal livello fisico. È responsabile della trasmissione e della ricezione delle Frame Information Structures (FIS) tramite il collegamento SATA. I FIS sono pacchetti contenenti informazioni di controllo o dati di payload. Ogni pacchetto contiene un’intestazione che identifica il tipo di payload e il payload.
Livello di trasporto
Il livello di trasporto gestisce il montaggio e lo smontaggio dei FIS. Per trasmettere i dati, il livello di trasporto aggiunge l’intestazione del controllo FIS al payload e informa il livello di collegamento per prepararsi alla trasmissione.
Quando i dati vengono ricevuti, il livello di collegamento informa il livello di trasporto dei dati in ingresso. Il livello di trasporto ispeziona quindi l’intestazione FIS e la rimuove e segnala (operazione riuscita o errore) al livello di comando.
Revisioni SATA e supporto SSD
L’interfaccia SATA ha avuto finora 10 revisioni. L’ultima versione è SATA revisione 3.5. Il protocollo SATA III è attualmente utilizzato dai dispositivi moderni, una volta implementato, ed è in grado di trasmettere dati fino a 600 MBps.
Lo standard SATA è stato originariamente sviluppato per interfacciarsi con HDD meccanici. A partire dalla revisione 3.1 il protocollo SATA ha introdotto mSATA come funzionalità. mSATA si è concentrato sul miglioramento delle prestazioni degli SSD.
Tuttavia, mentre SATA è perfettamente adeguato per affrontare la velocità di trasferimento degli HDD meccanici, l’introduzione di un’interfaccia NVMe basata su PCIe più recente e più veloce ha significato che le unità SSD alla fine si sarebbero allontanate dall’utilizzo di SATA come interfaccia.
- L’interfaccia SATA fornisce una larghezza di banda molto più elevata rispetto alla vecchia interfaccia PATA.
- Compatibile con HDD meccanici.
- Più economico delle unità NVMe, in particolare per le unità ad alta capacità.
- Più lento dell’interfaccia NVMe.
- Presto sostituito
NVMe ·
Non-Volatile Memory Express (NVMe) è una specifica di interfaccia per l’accesso a un supporto di archiviazione non volatile collegato al computer tramite bus PCIe. Si tratta di un protocollo NUMA (Non-Uniform Memory Access), in grado di campionare dati casuali a una velocità molto più veloce rispetto ai tradizionali HDD meccanici.
È stato sviluppato appositamente per massimizzare i vantaggi degli SSD. La tecnologia NVMe enfatizza l’accesso simultaneo e riduce al minimo la latenza.
NVMe rimuove anche i livelli di applicazione non necessari, presenti nel protocollo SATA, per stabilire un collegamento diretto tra i flash NAND e la CPU, con conseguente efficienza di trasporto dei dati e latenza ridotta.
Una delle maggiori differenze tra SATA e NVMe è che SATA utilizza Advanced Host Controller Interface (AHCI) che ha una profondità massima della coda di un comando e ogni coda può contenere solo 32 comandi. Questo perché AHCI doveva operare su supporti magnetici rotanti.
Nel frattempo, NVMe ha una profondità massima della coda di 65535 code, con ogni coda in grado di trasportare 65535 comandi. Essendo un protocollo NUMA, NVMe benefits dall’avere CPU multi-core, con ogni core in grado di assumere la proprietà di una coda.
Le moderne unità NVMe su bus PCIe 3.0 e 4.0 sono in grado di raggiungere una velocità di trasferimento dati rispettivamente di circa 2.400 MB/s e 6.900 MB/s. L’imminente interfaccia bus PCIe 5.0 è in grado di aumentare questa velocità di trasferimento a 13.800 MB/ s.
A causa delle differenze fondamentali nelle architetture dell’HDD meccanico e dell’interfaccia NVMe, gli HDD meccanici non sono in grado di utilizzare questa interfaccia.
- Interfaccia di archiviazione più veloce disponibile.
- Implementazione flessibile dei fattori di forma.
- Prestazioni più efficienti con lo storage flash NAND rispetto a SATA.
- Considerevolmente più costoso di SATA.
- Problema di compatibilità con gli HDD legacy
M.2 ·
M.2, noto anche come Next Generation Form Factor (NGFF), è un fattore di forma per unità a stato solido (SSD). Sentirai questo termine abbastanza frequentemente mentre hai a che fare con SSD, ma a differenza di NVMe e SATA, questa non è un’interfaccia per l’archiviazione. Infatti, gli SSD M.2 possono utilizzare sia interfacce NVMe che SATA, a seconda della sua implementazione.
I moduli M.2 sono di forma rettangolare e assomigliano a una chiavetta RAM. Hanno un connettore a bordo a 75 pin a un’estremità e una vite a montaggio singolo all’estremità opposta per mantenere il modulo fissato in posizione.
Lo standard M.2 consente moduli di larghezza di 12, 16, 22 e 30 mm, a seconda del dispositivo M.2 collegato. Può supportare una varietà di dispositivi come WiFi, bluetooth, NFC, radio digitale, SSD, ecc. Gli SSD M.2 hanno una larghezza di 22 mm.
La lunghezza di un dispositivo M.2 può essere di 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 e 100 mm. Le dimensioni di un modulo M.2 possono essere identificate in base al suo nome. Ad esempio, un SSD 2280 indica che l’SSD ha uno spessore di 22 mm e una lunghezza di 80 mm. Se si desidera installare questo SSD, è necessario assicurarsi di disporre di uno slot 2280 M.2 disponibile nel sistema.
La specifica M.2 fornisce supporto per una singola connessione di interfaccia PCIe x4 o SATA III.
- Le unità M.2 possono utilizzare il protocollo NVMe, consentendo un trasferimento dati molto più veloce rispetto alle unità SATA con fattore di forma da 2,5″.
- Le unità M.2 sono più facili da installare.
- Le unità M.2 sono compatte e leggere, il che è particolarmente desiderabile nei dispositivi di classe ultrabook.
- I dispositivi M.2 sono generalmente più costosi delle loro controparti SATA da 2,5″.
- Incompatibilità con dispositivi meno recenti privi di uno slot M.2.
- Poiché le unità M.2 NVMe utilizzano il bus PCIe, riduce il numero di bus disponibili per altri dispositivi
Confronto tra interfacce NVMe e SATA
Velocità di trasferimento dati
Lo standard NVMe è stato progettato per funzionare con dispositivi SSD in un’interfaccia bus PCIe. Il bus PCIe è già molto più veloce dell’interfaccia SATA e aggiungi che gli SSD sono molto più veloci degli HDD meccanici, l’immagine di quale interfaccia dovresti optare se stai cercando la velocità non potrebbe essere più chiara del giorno.
Inoltre, l’interfaccia SATA più veloce che è in grado di fare oggi è di 600 MB / s mentre la velocità di trasmissione massima teorica dell’interfaccia NVMe continua ad aumentare con l’evoluzione della tecnologia bus PCIe. Mentre un’unità NVMe standard collegata a un bus PCIe 3.0 era in genere in grado di trasportare circa 2000-3000 MB / s, le unità compatibili con il prossimo standard PCIe 5.0 dovrebbero essere in grado di trasferire a circa 12000-13000 MB / s.
Quando si tratta di velocità di trasferimento dei dati, non c’è competizione. NVMe è il chiaro vincitore.
Fattore di forma
L’attuale generazione di SSD NVMe è generalmente di fattore di forma M.2. Sebbene le unità più vecchie che utilizzavano fattori di forma AIC o U.2, quelle sono relativamente rare in questi giorni. Essere limitati al fattore di forma M.2 significa che la selezione del dispositivo è relativamente limitata quando si tratta di unità NVMe.
D’altra parte, le unità SATA utilizzano principalmente un fattore di forma da 2,5 “, ma sono disponibili anche in fattori di forma M.2, rendendo così una scelta più ampia di selezione delle unità.
Supporto legacy
Essendo uno standard di interfaccia più recente, non c’è quasi nessun supporto legacy quando si tratta di NVMe. Inoltre, l’interfaccia non è stata progettata per essere compatibile con gli HDD meccanici.
L’interfaccia SATA, d’altra parte, era defirmato per essere utilizzato con HDD meccanici. Inoltre, la compatibilità con le versioni precedenti significa che è possibile associare un’unità in grado di soddisfare le specifiche SATA 3 con un’interfaccia SATA 2 o anche SATA 1.
Efficacia dei costi
Le unità NVMe e gli SSD in generale sono solitamente più costosi degli HDD. Mentre il divario non è così ampio per i dispositivi di capacità più piccola (circa 128-256 GB) in questi giorni, il rapporto di costo può rapidamente raddoppiare, o più, quando si inizia a guardare verso l’alto dei dispositivi con 1 TB o più di capacità.
Pertanto, per le soluzioni di archiviazione di massa, le unità SATA sono ancora solitamente più convenienti di NVMe.
NVMe o SATA: quale interfaccia dovresti optare per
Come abbiamo visto sulla base del confronto tra unità NVMe e SATA, è chiaramente ovvio che è necessario ottenere un’unità NVMe se si desidera una velocità di trasferimento dati molto più elevata. Ciò consente di avere un tempo di avvio molto più veloce, un caricamento delle applicazioni migliorato, i giochi si caricheranno più velocemente e sarà possibile trasferire i dati tra le unità molto più velocemente.
Tuttavia, le unità NVMe sono più costose. Pertanto, se si desidera ottenere un’unità per l’archiviazione di massa, è probabile che si possa optare per un dispositivo SATA. Ciò è particolarmente vero se sei un consumatore multimediale, perché le unità NVMe non offrono praticamente alcun vantaggio durante la riproduzione di file audio-video.
Tuttavia, alla fine della giornata, la scelta dell’interfaccia da utilizzare sarà limitata dal fatto che sia supportata o meno dal dispositivo. Se si dispone di un PC o laptop meno recente che supporta solo l’interfaccia SATA, non sarà possibile utilizzare un’unità NVMe su di esso.
La buona notizia è che la maggior parte dei nuovi dispositivi supporta gli standard NVMe e SATA e viene fornita con più alloggiamenti per unità SATA M.2 e 2,5″ disponibili per l’installazione dei supporti di memorizzazione di propria scelta. È possibile combinare e abbinare per un’efficienza ottimizzata.
Tabella delle differenze TRA NVMe e SATA
| Fattore | NVMe · | SATA |
| Velocità | Unità PCI 5.0 x4 con capacità di 13800 MB/s | Limitato a 600 MB/s |
| Fattore di forma | M.2, U.2, AIC | Fattori di forma M.2, 2,5″ |
| Supporto legacy | Nessuno | Retrocompatibile con le versioni SATA precedenti. |
| Efficacia dei costi | Molto costoso per grandi volumi. | Più economico per volumi più grandi. |
