SATA در مقابل PCIe: تفاوت مهمی که باید بدانید

در چشم انداز همیشه در حال تکامل سخت افزار رایانه، رابط های ذخیره سازی نقش مهمی در تعیین سرعت، کارایی و عملکرد کلی دستگاه های ذخیره سازی دارند. دو رقیب اصلی در این عرصه SATA (Serial ATA) و PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) هستند. درک تفاوت ها، مزایا و محدودیت های این رابط ها برای کاربرانی که به دنبال تصمیم گیری آگاهانه در مورد راه حل های ذخیره سازی خود هستند ضروری است.

در اینجا نحوه تشخیص دو گزینه ذخیره سازی بر اساس اندازه، سرعت، عملکرد و هزینه آمده است.

رابط و اندازه

در حالی که SATA و PCIe معمولاً با درایوهایی که پشتیبانی می کنند مرتبط هستند، مهم است که بدانیم این اصطلاحات به خود فناوری های رابط اشاره دارند. SATA با یک کانکتور L شکل کوچک مشخص می شود که به طور گسترده برای اتصال درایوهای مختلف از جمله درایوهای نوری، هارد دیسک ها و SSD ها به مادربردها استفاده می شود. این کانکتور با یک کانکتور L شکل ثانویه و طولانی تر همراه است که برق دستگاه متصل را تامین می کند.

هارد دیسک های SATA در هر دو اندازه ۳٫۵ اینچی و ۲٫۵ اینچی موجود است، در حالی که SSD های SATA معمولاً به فرم فاکتور ۲٫۵ اینچی محدود می شوند. در طول سال‌ها، SATA چندین نسل از توسعه را پشت سر گذاشته است که امروزه SATA III رایج‌ترین است و به عنوان رابط استاندارد برای هارد دیسک‌های مدرن و SSD‌های رایج عمل می‌کند.

از سوی دیگر، PCIe یا PCI Express، یک رابط همه کاره است که در مادربردهای مدرن یافت می‌شود و سوکت‌هایی با اندازه‌های مختلف برای قطعاتی مانند کارت های گرافیک و پورت های کوچکتر برای کارت های جانبی مانند پورت های Wi-Fi و USB. پهنای باند PCIe می تواند متفاوت باشد، از x1 برای اتصالات کوچکتر و با قابلیت کمتر تا x16 برای اتصالات بزرگتر با پهنای باند در دسترس بالاتر.

درایوهای SSD PCIe می‌توانند مستقیماً به اسلات‌های PCIe وصل شوند که اغلب از نوع اتصال NVM Express (NVMe) استفاده می‌کنند. اندازه این درایوها معمولاً یک سوم یک کارت گرافیک استاندارد است. هر دو رابط SATA و PCIe می توانند از نوع رابط M.2 استفاده کنند، اگرچه درایوهای PCIe در این شکل رایج تر هستند. درایوهای M.2 جمع و جور و باریک هستند و بدون نیاز به برق اضافی روی مادربرد قرار می گیرند. درایوهای M.2 با کارایی بالا ممکن است شامل پخش کننده های حرارتی و هیت سینک برای حفظ دمای کارکرد ایمن باشند.

درایوهای PCIe چه از نوع اتصال M.2 یا NVMe استفاده کنند، می‌توانند از نسل‌های مختلف PCI Express پشتیبانی کنند. در حالی که PCIe 3.0 رایج ترین است، معرفی PCIe 4.0، همانطور که در مادربردهای x570 AMD دیده می شود، پهنای باند دو برابری (۱۶GBps) را ارائه می دهد و درایوهای سریع تر و کارآمدتر را امکان پذیر می کند.

کارایی

هر درایو با معیارهای عملکرد خود مشخص می شود، اما هر دو فرمت SATA و PCIe محدودیت های عملکرد خود را دارند. درایوهای SATA III عمدتاً به حداکثر سرعت خواندن و/یا نوشتن پایدار ۶ گیگابیت بر ثانیه، معادل تقریباً ۵۵۰ مگابیت در ثانیه محدود می‌شوند. در حالی که یک هارد دیسک SATA ممکن است به چنین سرعتی دست پیدا نکند، SSD های SATA III، مانند Samsung 860 Evo، می توانند به راحتی به این آستانه در آزمایش مصنوعی برسند.

توجه به این نکته ضروری است که تعداد کمی از درایوها در سناریوهای دنیای واقعی به چنین سرعتی می رسند، زیرا استفاده عملی ممکن است به دلیل تغییر در اندازه فایل و ترکیبات که بر سرعت خواندن و نوشتن تأثیر می گذارد متفاوت باشد. SSD های M.2 که از پروتکل SATA استفاده می کنند، به همین محدودیت های سرعت پایبند هستند و در صورت تمایل به سرعت های بالاتر، بر نیاز به درایو PCIe M.2 تأکید می کنند.

توجه: تعداد کمی از درایوها در استفاده در دنیای واقعی به چنین سرعتی دست می یابند، زیرا این حداکثر عملی است که درایو می تواند به دست آورد، و تفاوت در اندازه و ترکیب فایل می تواند بر سرعت خواندن و نوشتن در عمل تأثیر بگذارد.

همین سرعت‌ها برای SSD‌های M.2 که از پروتکل SATA استفاده می‌کنند، صدق می‌کند، بنابراین هنگام خرید درایو M.2 مراقب آن باشید. اگر سرعت بیشتری می خواهید، به درایو PCIe M.2 نیاز دارید، نه درایو SATA M.2.

درایوهای PCIe، خواه از استاندارد اتصال M.2 یا NVMe استفاده کنند، سرعت بیشتری را ارائه می دهند، اما همچنان تحت کنترل سرعت تراشه حافظه روی درایو و نسل PCI-Express هستند که برای آن طراحی شده اند. درایوهای PCIe 3.0 معمولاً دارای حداکثر سرعت خواندن/نوشتن پایدار ۳۵۰۰ مگابایت بر ثانیه هستند، در حالی که درایوهای PCIe 4.0 با حداکثر سرعت خواندن/نوشتن پایدار معمولی تا ۷۰۰۰ مگابایت در ثانیه، نوار را افزایش می‌دهند. نسل بعدی را هم می گیریم PCIe 5.0 درایوهایی که هدفشان فراتر از ۱۰۰۰۰ مگابایت بر ثانیه است.

با این حال، این سرعت‌ها به ندرت در سناریوهای دنیای واقعی تحقق می‌یابند، به طوری که درایوهای PCIe 3.0 معمولاً حدود ۲۵۰۰ مگابایت بر ثانیه خواندن پایدار در آزمایش مصنوعی را به دست می‌آورند و پیشرفته‌ترین درایوهای PCIe 4.0 تقریباً ۶۵۰۰ مگابایت بر ثانیه خواندن پایدار را ارائه می‌دهند. موارد استثنایی وجود دارد که درایوهای طراحی شده برای مراکز داده پرسرعت ممکن است سرعت خواندن بیش از ۷ گیگابایت در ثانیه و سرعت نوشتن پایدار ۶ گیگابایت در ثانیه را ارائه دهند، البته با قیمتی نادر و ممتاز.

معیارهای عملکرد اضافی، مانند سرعت خواندن و نوشتن تصادفی، تفاوت کمتری را بین درایوهای SATA و PCIe نشان می‌دهند. در حالی که درایوهای PCIe ممکن است سرعت خواندن/نوشتن تصادفی سه تا پنج برابر بیشتر از همتایان SATA خود داشته باشند، بهبود در دنیای واقعی اغلب به بهبود متوسطی دو تا سه برابری ترجمه می‌شود، به ویژه در انتقال‌های طولانی‌تر. در نقل و انتقالات کوتاه، شکاف عملکرد به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

تفاوت محسوس در احساس این نوع درایوها در حین استفاده به شدت به نیازهای سیستم کاربر بستگی دارد. در حالی که یک درایو سریع NVMe یا M.2 PCIe ممکن است بارگذاری بازی و زمان بوت ویندوز را در مقایسه با SATA SSD تسریع کند، تفاوت قابل تشخیص قابل توجهی نیست. قابل ذکر است، اگر انتقال مکرر فایل های بزرگ بخشی از روال باشد، اختلاف بیشتر قابل توجه می شود.

از نظر عملی، جهش در عملکرد دنیای واقعی هنگام انتقال از هارد دیسک به SSD (حتی از SATA به SATA) بیشتر از ارتقاء از SATA SSD به PCIe SSD مشهود است.

هزینه

با توجه به اندازه جمع و جور و پتانسیل بالاتر برای عملکرد، درایوهای PCIe در مقایسه با همتایان SATA خود هزینه بیشتری دارند. تفاوت قیمت همیشه قابل توجه نیست. برای مثال، ممکن است تنها ۳۰ دلار بین SSD 500 گیگابایتی Samsung 870 Evo SATA و SSD 500 گیگابایتی Samsung 970 Evo PCIe M.2 فاصله وجود داشته باشد.

با این حال، درایوهای خاص می توانند به طور قابل توجهی گران باشند. به عنوان مثال، درایو ۹۰۵P 960 گیگابایتی مبتنی بر Optane اینتل می‌تواند از مجموع بیش از پنج درایو PCIe متوسط ​​۱ ترابایتی فراتر رود.

توصیه های سردبیران

• هر آنچه که باید در مورد خرید منبع تغذیه برای رایانه شخصی خود بدانید

• NVMe چیست؟ هر آنچه که باید در مورد ذخیره سازی با سرعت بالا بدانید

• AMD FSR 3: هر آنچه که باید در مورد قاب های حرکتی سیال بدانید

• ChatGPT: آخرین اخبار، بحث‌ها و نکاتی که باید بدانید

• AMD FSR (FidelityFX Super Resolution): همه چیزهایی که باید بدانید