Gli SSD stanno diventando più convenienti e quindi più diffusi in questi giorni. Non è insolito vedere un SSD anche in macchine economiche. Prevediamo che nel prossimo futuro gli SSD sostituiranno quasi completamente 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 tua scelta di quale SSD acquistare per il tuo sistema.
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Sommario
SATA
Serial-ATA (SATA) è un’interfaccia bus del 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 swapping nativo, velocità di trasferimento dati più rapida, ecc.
Utilizza un connettore dati e alimentazione combinato. 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:
- Strato fisico
- Livello di collegamento
- Strato 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 subentra una volta che l’inizializzazione del collegamento è stata completata dal livello fisico. È responsabile della trasmissione e della ricezione di Frame Information Structures (FIS) sul collegamento SATA. I FIS sono pacchetti contenenti informazioni di controllo o dati sul carico utile. Ogni pacchetto contiene un’intestazione che identifica il tipo di payload e il payload.
Livello di trasporto
Il livello di trasporto gestisce l’assemblaggio e lo smontaggio dei FIS. Per trasmettere i dati, il livello di trasporto aggiunge l’intestazione di controllo FIS al payload e informa il livello di collegamento di prepararsi per la trasmissione.
Quando i dati vengono ricevuti, il livello di collegamento informa il livello di trasporto dei dati in arrivo. Il livello di trasporto ispeziona quindi l’intestazione FIS e la rimuove e segnala (successo o errore) al livello di comando.
Revisioni SATA e supporto SSD
L’interfaccia SATA ha avuto finora 10 revisioni. L’ultima versione è la revisione SATA 3.5. Il protocollo SATA III è attualmente utilizzato dai dispositivi moderni, se implementato, ed è in grado di raggiungere velocità di trasmissione 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 fatto sì che le unità SSD alla fine avrebbero abbandonato l’utilizzo di SATA come interfaccia.
Professionisti:
- 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.
Contro:
- Più lento dell’interfaccia NVMe.
- Presto da sostituire
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 elevata 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 applicativi non necessari, presenti nel protocollo SATA, per stabilire un collegamento diretto tra i flash NAND e la CPU, con conseguente efficienza nel 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 trasportare solo 32 comandi. Questo perché AHCI doveva funzionare su supporti magnetici rotanti.
Nel frattempo, NVMe ha una profondità massima della coda di 65535 code, con ciascuna coda in grado di trasportare 65535 comandi. Essendo un protocollo NUMA, NVMe trae vantaggio 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.
Professionisti:
- Interfaccia di archiviazione più veloce disponibile.
- Implementazione flessibile dei fattori di forma.
- Prestazioni più efficienti con l’archiviazione flash NAND rispetto a SATA.
Contro:
- Notevolmente 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 spesso quando hai a che fare con gli 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 loro implementazione.
I moduli M.2 sono di forma rettangolare e sembrano una chiavetta RAM. Hanno un connettore sul 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 con 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 denota che l’SSD ha uno spessore di 22 mm e una lunghezza di 80 mm. Se vuoi installare questo SSD, devi assicurarti di avere uno slot 2280 M.2 disponibile nel tuo sistema.
La specifica M.2 fornisce il supporto per una singola connessione di interfaccia PCIe x4 o SATA III.
Professionisti:
- Le unità M.2 possono utilizzare il protocollo NVMe, consentendo un trasferimento dei dati molto più rapido 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.
Contro:
- I dispositivi M.2 sono generalmente più costosi delle loro controparti SATA da 2,5″.
- Incompatibilità con dispositivi meno recenti privi di 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 cerchi la velocità non potrebbe essere più chiara del giorno.
Inoltre, l’interfaccia SATA più veloce di cui è capace oggi è di 600 MB/s, mentre la velocità di trasmissione massima teorica dell’interfaccia NVMe continua ad aumentare con l’evoluzione della tecnologia del bus PCIe. Mentre un’unità NVMe standard collegata a un bus PCIe 3.0 era in genere in grado di raggiungere 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 ha generalmente un fattore di forma M.2. Sebbene le unità più vecchie che utilizzavano fattori di forma AIC o U.2, queste sono relativamente rare al giorno d’oggi. 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, offrendo così una più ampia scelta di unità.
Supporto legacy
Essendo uno standard di interfaccia più recente, non c’è quasi alcun 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, è stata progettata per essere utilizzata con HDD meccanici. Inoltre, la retrocompatibilità significa che è possibile accoppiare un’unità compatibile con le specifiche SATA 3 con un’interfaccia SATA 2 o addirittura SATA 1.
Efficacia dei costi
Le unità NVMe e gli SSD in generale sono generalmente più costosi degli HDD. Sebbene il divario non sia così ampio per i dispositivi di capacità inferiore (circa 128-256 GB) al giorno d’oggi, il rapporto di costo può raddoppiare rapidamente, o più, quando inizi a cercare dispositivi con 1 TB o più capacità.
Pertanto, per le soluzioni di archiviazione di massa, le unità SATA sono ancora generalmente più convenienti rispetto a NVMe.
NVMe o SATA: quale interfaccia dovresti scegliere
Come abbiamo visto sulla base del confronto tra unità NVMe e SATA, è chiaramente ovvio che dovresti ottenere un’unità NVMe se desideri una velocità di trasferimento dati molto più elevata. Ciò ti consente di avere un tempo di avvio molto più rapido, un caricamento delle applicazioni migliorato, i giochi si caricheranno più velocemente e puoi trasferire i dati tra le unità molto più velocemente.
Tuttavia, le unità NVMe sono più costose. Pertanto, se desideri ottenere un’unità per l’archiviazione di massa, potresti probabilmente optare per un dispositivo SATA. Ciò è particolarmente vero se sei un consumatore di contenuti multimediali, poiché le unità NVMe non offrono praticamente alcun vantaggio durante la riproduzione di file audio-video.
Tuttavia, alla fine della giornata, la tua scelta dell’interfaccia da utilizzare sarà limitata dal fatto che sia supportata o meno dal tuo dispositivo. Se hai un vecchio PC o laptop che supporta solo l’interfaccia SATA, non sarai in grado di utilizzare un’unità NVMe su di esso.
La buona notizia è che la maggior parte dei nuovi dispositivi supporta sia gli standard NVMe che SATA e viene fornita con più alloggiamenti per unità SATA M.2 e 2,5″ disponibili per l’installazione del supporto di archiviazione di tua scelta. Puoi mescolare e abbinare per un’efficienza ottimizzata.
Tabella delle differenze tra NVMe e SATA
| Fattore | NVMe | SATA |
| Velocità | Unità PCI 5.0 x4 capace 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 maggiori. |
