SATA 與 M.2 固態硬碟常見問題集

SSD 是固態硬碟 (Solid-State Drive) 的縮寫。SSD 固態硬碟是採用 NAND 快閃記憶體或 DRAM 記憶體晶片來取代傳統硬碟 (HDD) 中的磁盤及其他機械構造。

這個問題沒有一個確切的答案，因為沒有任何系統會相同，其效能可能受到作業系統、安裝的驅動程式、使用中的應用程式、處理器的速度與設定，以及其他多種因素所影響。已經有許多評測網站與雜誌針對固態硬碟 (SSD) 與傳統硬碟 (HDD) 的效能進行測試比較，結果都顯示SSD固態硬碟的速度比較快。舉例而言，若我們以隨機讀取效能來做比較，SSD固態硬碟在隨機讀取的速度上要比傳統硬碟 (HDD) 快上近兩百倍。

值得一提的是，SSD 固態硬碟並不像傳統硬碟，會受到物理的限制影響。傳統硬碟 (HDD) 採用圓形磁盤的設計 (好像光碟片一樣)，而讀寫頭對圓圈中心資料的存取速度低於對外圈資料的存取速度。但 SSD 固態硬碟對於整體硬碟資料的存取時間都是一致的。傳統硬碟 (HDD) 的效能也會受到資料分散程度所影響，而在SSD固態硬碟方面，即使資料並非儲存在連續的區域中，其效能也不會受到顯著的影響。

「每秒可處理的輸入/輸出資料量」(Input Output per Second，IOPS) 是一種衡量儲存裝置 (HDD 或 SSD) 每秒可處理之傳輸數量的單位。請勿將 IOPS 與讀取/寫入速度或伺服器的負載量混淆。

SSD 固態硬碟使用 NAND 快閃記憶體作為儲存媒介。NAND 快閃記憶體的缺點之一在於快閃記憶體晶片最終將會損耗殆盡。為了延長記憶體的可使用壽命，SSD 固態硬碟之控制器會搭載最新的運算法，協助將儲存資料傳遞至所有的記憶體晶片中。這樣可避免任何單一晶片或晶片組發生「過度使用」的問題。平均抹寫技術的用途廣泛，並且非常有效。

為了增加效能及耐用性，部分 SSD 固態硬碟製造商會從使用者區域中保留部分硬碟空間用於控制器上。稱為超容量快取 (OP)，能夠提升 SSD 固態硬碟的效能並延長其使用壽命。目前所有的 Kingston SSD 固態硬碟都具備超容量快取空間，容量分別是 120GB、240GB、480GB、960GB、1.92TB 及 3.84TB。深入瞭解超容量快取。

• 使用在 USB、SD 卡和 SSD 固態硬碟當中的 NAND 快閃記憶體都有其耐用性極限，一旦超過後就再也無法繼續寫入。儘管快閃記憶體型式的產品終究會有損耗，但搭配如平均抹寫和超容量快取等技術，SSD 固態硬碟一般的壽命都能夠超過其所安裝的系統。我們以「寫入兆位元組」(TeraBytes Written，TBW) 來測量硬碟耐用性，而依據硬碟容量的不同，可寫入的資料量可達數百 TB 至 PB。在整個硬碟的生命週期內，SSD 固態硬碟的效能都能維持相同。深入瞭解 TBW。

S.M.A.R.T. 代表的是自我監控分析與報告技術，且是 ATA 標準的一部分。SMART 屬性被用於測量硬碟的「健康情況」，並能夠警示使用者 (管理者、軟體程式等) 即將發生的硬碟故障。深入瞭解 S.M.A.R.T.

可以。Kingston SSD 固態硬碟可以在 USB、e-SATA、Thunderbolt 及 Firewire 外接盒中使用。請注意，若使用者選擇透過 ATA 安全性指令來啟用密碼，該硬碟將無法透過外接盒來進行讀取。

1950年代中期發明了傳統硬碟 (HDD) ，它是以旋轉磁盤的機械方式運作。透過移動讀寫磁頭，在旋轉磁盤上進行資料的寫入或讀取。傳統硬碟 (HDD) 構造中內含大量活動式機械零件，因此也比較容易發生機械故障，或因過熱、過冷、衝擊與震動等環境條件影響而發生故障。

雖然 SSD 固態硬碟市場不斷成長且越來越受歡迎，但仍然是相對較新的產品。不過，就像任何新技術一樣，長期來看，當銷售量持續增加，單位製造成本就會持續降低。在過去的幾年中，SSD 固態硬碟和傳統硬碟 (HDD) 間的價差已逐漸縮小。

HDD 的唯一優勢在於每一 GB 的單位價格較低，這也是為何目前銷售的傳統硬碟 (HDD) 儲存容量都是在 500GB 或以上，而 SSD 固態硬碟的銷售容量則是在 120GB 及以上。Kingston 目前提供的 SSD 固態硬碟的儲存容量從 120GB 到 3.84TB。

如果大量儲存需求是以 TB 的容量為主要訴求，則傳統硬碟 (HDD) 會是最佳的選項；若您相當重視效能，則 SSD 固態硬碟就是絕佳的選擇。常見的情況是，將 SSD 固態硬碟作為儲存作業系統及應用程式的開機碟使用，而將傳統硬碟 (HDD) 作為儲存資料檔案的用途。

可以。Kingston有提供完整的 SSD 固態硬碟升級套件組，內容包含所有將您的筆記型電腦或桌上型電腦中的傳統硬碟 (HDD) 更換成 Kingston SSD 固態硬碟所需的必要工具，包括能夠輕易轉換作業系統和重要資料的軟體。請注意，如果您需要將傳統硬碟 (HDD) 的資料複製到新的 SSD 固態硬碟，須選購含安裝套件的型號。

SSD 固態硬碟完全無須執行磁碟重組。事實上，磁碟重組會減少 SSD 固態硬碟的使用壽命。如果您已經設定系統自動執行磁碟重組，請您在使用 SSD 時，應該將該功能取消、停用或關閉。部分作業系統會自動執行重組磁碟功能，因此您應該在使用 Kingston SSD 固態硬碟時停用此功能。

什麼是 M.2？什麼是 NVMe？它們與 SATA、AHCI 有何關連，且速度差異為何？我們將在資訊圖表中詳細介紹每個縮寫，以幫助您更了解最新的 SSD 固態硬碟技術，以及 SSD 固態硬碟為何更快、更優越。. 瞭解更多 NVMe 和 SATA 之間的差異。

在桌上型電腦、筆記型電腦和工作站等用戶端系統上，使用 NVMe SSD 可大幅提升整體效能NVMe 已成為SSD的新標竿，而 Kingston 的 NVMe SSD 更是為提供完整的儲存解決方案而設計，對於組裝新電腦或是升級桌上型電腦和筆記型電腦的儲存空間而言，皆為絕佳選擇。瞭解用戶端系統適用之 NVMe SSD 固態硬碟的更多資訊。

NVMe 是特別為企業儲存環境所設計，可提供六倍頻寬、三倍延遲改善以及多核心支援。它取代了最初用於傳統硬碟的 SATA 協定。 瞭解更多適用於資料中心的 NVMe 資訊 。

SSD 固態硬碟有多種尺寸規格和協定。最初的 SSD 固態硬碟大小是 2.5 吋，使用 SATA 連接以及 AHCI 協定。這些是適用硬碟機的標準，可輕鬆滿足從 HDD 升級至 SSD 固態硬碟的要求。NVMe 稍後被開發為一種本機快閃儲存裝置協定，此協定允許更快的傳輸速度，一些最新的高端 PC 和筆記型電腦中會使用此協定。所有 NVMe SSD 固態硬碟皆是 M.2、U.2 或是 AIC PCIe。SATA 2.5 吋 SSD 固態硬碟已經上市一段時間，在許多 PC 中依然可以看見它的身影。瞭解更多 NVMe 和 SATA 之間的差異。

於空間有限時所提供特定的嵌入式應用，M.2 規格能夠用於不同厚度的 M.2 固態硬碟 - 3 種不同的單面版本 (S1、S2 和 S3) 和 5 種雙面版本 (D1、D2、D3、D4 和 D5)。部分平台因 M.2 接頭下方的空間有限而有特定要求。

Kingston M.2 固態硬碟符合雙面 M.2 規格，而且適用於大多數接受雙面 M.2 固態硬碟的系統主機板；若您因特定嵌入式應用而需要單面版本，請向銷售代表諮詢。

M.2 是由 PCI-SIG 和 SATA-IO 標準組織所開發，PCI-SIG M.2 和 SATA Rev. 3.2 規格中皆有其定義。原本稱為 NGFF (Next Generation Form Factor)，隨後於 2013 年正式重新命名為 M.2。許多人仍稱 M.2 為 NGFF。

小型的 M.2 外觀尺寸適用於許多擴充卡類型，例如 Wi-Fi、藍牙、衛星導航、近距離無線通訊 (NFC)、數位無線電、無線千兆聯盟 (WiGig)、無線廣域網路 (WWAN) 和固態硬碟 (SSD)。

M.2 有 SSD 固態硬碟專用的各種外觀尺寸。

所有的 M.2 固態硬碟皆可以裝入系統主機板上的 M.2 插槽中。M.2 外觀尺寸以較小的體積展現更好的效能，是 SSD 固態硬碟技術發展的未來趨勢。此外，無需電源線或資料傳輸線，因此不必管理線材。與 mSATA 固態硬碟一樣，M.2 固態硬碟只需插入插槽即可完成安裝。

有許多筆記型電腦及主機板都支援 M.2 SSD。購買 M.2 固態硬碟前，請先查閱系統規格和使用者手冊以確認相容性。

對於固態硬碟適用的 M.2 模組，最常見的尺寸為 22mm (寬) x30mm (長)、22mm x 42mm、22mm x 60mm、22mm x 80mm 和 22mm x 110mm。這些擴充卡將會依據上述的尺寸來稱呼：前兩位數代表寬度 (都是 22mm)，而剩餘的位數則是代表長度，從 30mm 起到 110mm 長。因此，M.2 固態硬碟被區分為 2230、2242、2260、2280 和 22110。

下圖顯示 2.5 吋固態硬碟和 2242、2260 和 2280 M.2 固態硬碟：

原因有二：

1. 不同的長度使得固態硬碟有著不同的容量；越長的固態硬碟可以安裝越多的 NAND 快閃晶片，以及控制器和 DRAM 記憶體晶片。2230 和 2242 的長度支援 1-3 個 NAND 快閃晶片，而 2280 和 22110 則最多可支援 8 個 NAND 快閃晶片，而最大的 M.2 外觀尺寸則可支援 2TB 的固態硬碟。
2. 系統主機板上的插槽空間會限制 M.2 尺寸：有些筆記型電腦因為快取的目的而可支援 M.2 ，但因為空間很小，所以只適用於 2242 M.2 固態硬碟 (雖然 2230 M.2 固態硬碟體積更小，但對於大多數可適用 2242 M.2 固態硬碟的情況下則顯得沒必要)。

兩者並不相同；M.2 支援 SATA 和 PCIe 儲存介面選項，而 mSATA 只適用於 SATA。從物理角度講，它們在外觀上也不相同，無法插入同一個系統連接器中。下圖所顯示的是一個 M.2 固態硬碟和一個 mSATA 固態硬碟 (您可以注意到連接器和卡片大小的差異性)：

M.2 2280 (上圖) 與 mSATA 比較。 注意，防呆設計 (接腳或槽口) 可避免它們 被插入不相容的插槽中。

M.2 外觀尺寸是為了讓小型的擴充卡有多種選擇所設計的，包含 SSD 固態硬碟。SSD 固態硬碟之前只能仰賴 mSATA 提供最小型的外觀尺寸，但是 mSATA 卻無法以合理的成本擴充至 1TB 容量。而新的 M.2 規格解決了一切問題，它適用於不同的 M.2 固態硬碟擴充卡大小與容量。M.2 規格讓系統製造商可以將常見的小型外觀尺寸標準化，並可視需求延伸至高容量。

不用，SATA 和 PCIe M.2 固態硬碟都只使用作業系統內建的標準 AHCI 驅動程式。然而，在使用前，您必須在系統 BIOS 中啟用 M.2 固態硬碟。

某些情況下，M.2 固態硬碟插槽可能和主機板上的其他裝置共用 PCIe 通道或 SATA 連接埠。如需額外資訊，請檢閱您的主機板說明文件，因為同時使用共用的連接埠可能會停用其中一個裝置。

M.2 規格定義了 M.2 擴充卡和插槽介面的 12 個接腳或槽口；有許多是保留供未來使用的：

目前定義的 M.2 接腳 (只有 B 和 M 適用於 M.2 固態硬碟)
來源：《All About M.2 SSDs》，SNIA，2014 年 6 月。

M.2 固態硬碟有 3 種常見的專用接腳：

1. 搭配 B 型接腳邊緣連接器的 M.2 固態硬碟能夠支援 SATA 和/或 PCIe 通訊協定 (視您的裝置而定)，但在 PCIe 匯流排上，最高僅能支援達 PCIe x2 的效能 (1000MB/s)。
2. 搭配 M 型接腳邊緣連接器能夠支援 SATA 和/或 PCIe 通訊協定 (視您的裝置而定)，且若主機系統支援 x4，便能在 PCIe 匯流排上支援達 PCIe x4 的效能 (2000MB/s)。
3. 搭配 B+M 型接腳邊緣連接器能夠支援 SATA 和/或 PCIe 通訊協定 (視您的裝置而定)，但在 PCIe 匯流排上，最高僅能支援達 x2 的效能。

不同的接腳類型通常會標示在 M.2 固態硬碟及 M.2 插槽上或靠近連接器 (或金手指) 邊緣之處。

請注意，B 型接腳的 M.2 固態硬碟邊緣針腳數 (6) 與 M 型接腳的 M.2 固態硬碟 (5) 不同；這樣不對稱的設計是為了預防使用者將 M.2 固態硬碟方向混淆，並且試圖將 B 型接腳的 M.2 固態硬碟錯置於 M 型接腳的插槽內，反之亦然。

只要具有適用的固態硬碟通訊協定支援 (SATA 或 PCle)，M.2 固態硬碟上的 B+M 型接腳便能夠在各種主機板上擁有交叉相容性。部分主機板的主機連接器之設計只能使用 M 型接腳的固態硬碟，而有些主機板只能使用 B 型接腳的固態硬碟。B+M 型接腳固態硬碟的設計便因應而生；不過，能將 M.2 固態硬碟插入至插槽內不代表就能夠可以運作，這取決於 M.2 固態硬碟和主機板之間具有共用的通訊協定。

您應該時常查看主機板/系統製造商的資訊，以確定所支援的長度為何，不過許多主機板能夠支援 2260、2280 和 22110。許多主機板提供了多種變位固定螺絲，讓使用者能夠固定 2242、2260、2280 或甚至高達 22100 的 M.2 固態硬碟。主機板的空間量會限制可固定於插槽中和所使用的 M.2 固態硬碟之尺寸。

不同的插槽類型是 M.2 規格的一部分，用於於指定插槽中支援特定裝置類型。

插槽 1 用於 Wi-Fi、Bluetooth®、NFC 和 WI Gig

插槽 2 用於 WWAN、SSD (快取) 和 GNSS

插槽 3 用於 SSD (包含 SATA 和 PCIe，最高達 x4 效能)

不行，M.2 固態硬碟之設計不得熱插拔。請於系統關機時才安裝和移除 M.2 固態硬碟。

效能可能差不多；這也視主機系統內固態硬碟使用的特定控制器、內部佈局和每個固態硬碟的控制器而定。無論是 2.5 吋、mSATA 或 M.2 固態硬碟外觀尺寸，SATA 3.0 規格皆支援高達 600MB/s。

若主機系統不支援 PCIe 通訊協定，BIOS 很可能不會偵測到 PCIe M.2 固態硬碟，而造成與系統不相容的問題。同樣地，若在只支援 PCIe M.2 固態硬碟的插槽上安裝 SATA M.2 固態硬碟，SATA M.2 固態硬碟將無法使用。

PCIe M.2 固態硬碟只能以主機板上 PCIe x2 (2 通道功能) 的速度運作。若您購買了支援 PCIe x4 速度的主機板，您的 x4 等級 M.2 固態硬碟在該環境中應可表現如預期。此外，對於可能超過 PCIe 總通道數的系統主機板而言，PCIe 會受到限制，導致將 PCIe M.2 x4 固態硬碟的通道數限制在只有 2 條或甚至沒有。

不能。M.2 固態硬碟只支援 SATA 或 PCIe 的其中一種，無法同時支援兩者。此外，製造商將設計系統主機板插槽以支援 SATA 或 PCIe 的其中一種，或是在某些情況下兩者皆支援。請務必查看您的系統手冊以確認有支援哪些技術。

PCIe 介面的速度更快，SATA 3.0 規格的最大速度受限在 600MB/s，而 PCIe Gen 2 x2 通道最高可達 1000MB/s 和 Gen 2 x4 通道最高可達 2000MB/s，而 Gen 3 x4 通道最高可達 4000MB/s。

Kingston 的固態硬碟是使用 NAND 快閃記憶體為核心。

與作業系統是否支援無關，Kingston固態硬碟可在任何支援標準SATA傳輸介面的電腦系統上運作。

不需要任何額外的驅動程式。

大多數系統都可以透過 Kingston SSD 進行升級。
目前可以使用 Kingston SATA SSD 進行升級的最舊系統為 SATA II。
而近代可支援 SATA III或 PCIe NVMe的系統。
這些可以使用 Kingston SATA SSD 和高效能 Kingston PCIe NVMe SSD 進行升級。若要為您的系統選擇正確的 Kingston SSD，您可以使用 Kingston 設定程式或 Kingston 技術支援尋求協助。

強烈建議使用 Kingston 資料中心 (Data Center, DC) 系列 SSD 進行 RAID 設定。Kington 資料中心系列 SSD 提供更好的 RAID 控制器相容性，專門針對工作負荷需求較高的資料中心和企業進行調整，比用戶端 SSD 提供了更高的效能以及耐用性。

當然可以，以 SAS (Serial Attached SCSI) 為架構的電腦系統與控制器同時支援 SATA 裝置是很普遍的。Kingston建議您可查閱有關電腦系統或的使用手冊，以確認 SATA 與 SAS 硬碟的相容性。如果相容，則可順利使用 Kingston SSD 固態硬碟。

所有的 Kingston SSD 固態硬碟皆使用兼具智慧及效率的垃圾資料回收程序，能夠提高硬碟的使用壽命，這對快閃記憶體的耐用性影響非常輕微，且使用者不會察覺程序進行。深入瞭解 SSD 固態硬碟垃圾資料回收。

Kingston SSD 固態硬碟整合了先進的平均抹寫技術和區塊選取演算法，能夠延展快閃記憶體耐用性，並將硬碟使用壽命最佳化。這獨特的平均抹寫技術能夠確保個別的快閃記憶體區塊以非常平衡的速率消耗，在最頻繁寫入的區塊與最少寫入的區塊之間不會超過 2% 的差距。

裁切技術與垃圾資料回收是現今 SSD 固態硬碟所採用的技術，為的是要提高其效能和耐久性。
剛開始使用 SSD 固態硬碟時，全部的 NAND 區塊都是空白，因此 SSD 固態硬碟可以在一次的操作中將新資料寫入空白區塊。
隨著使用時間拉長，大部分的區塊將成為存有使用者資料的已使用區塊。
為了將新的資料寫入已使用區塊，SSD 固態硬碟被迫執行讀取 - 修改 - 寫入之週期。讀取 - 修改 - 寫入之週期會損害 SSD 固態硬碟的整體效能，因為必須執行三個動作，而不是單一操作就能結束。讀取 - 修改-寫入之週期也會造成寫入放大，而損害 SSD 固態硬碟的整體耐久性。

裁切技術與垃圾資料回收兩者可相互合作，透過釋放已使用的區塊，改善 SSD 固態硬碟的效能和耐久性。
垃圾資料回收是 SSD 固態硬碟控制器的內建功能，用於整合儲存在已使用區塊中的資料，以便釋放更多空白區塊。
這個程序是在背景進行處理，而且完全由 SSD 固態硬碟本身執行。
然而，SSD 固態硬碟不會知道哪些區塊存有使用者資料，以及哪些區塊存有使用者已刪除的舊資料。
這就是裁切技術功能的作用所在。裁切技術讓操作系統得以在資料刪除時，通知 SSD 固態硬碟，接著 SSD 固態硬碟就能將已使用之區塊釋放。
若想執行裁切技術，必須使用支援此技術的操作系統和 SSD 固態硬碟。現今的現代操作系統及 SSD 固態硬碟大多都支援裁切技術，然而大部分的 RAID 設定卻尚未支援。


Kingston SSD 固態硬碟皆有採用裁切技術與垃圾資料回收技術，為了在產品使用壽命中，維持最高的效能及耐久性。

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FAQ: KSD-011411-GEN-13