本文章翻譯自 https://www.unbxtech.com/2019/03/pcie-sata-usb-interfaces-explained.html
隨著NAND記憶體技術在最近幾年變得越來越成熟和發展，固態硬碟現在變得更加實惠和強大。與傳統的機械硬碟相比，SSD提供明顯更好的性能，尤其是在隨機讀/寫操作上。市場上出售了不同接口標準的SSD，例如PCIe，SATA和USB，但是哪一個是最佳選擇?
差異與理論頻寬
Serial ATA (SATA)
SATA是世界上使用最廣泛的存儲接口，在SSD和HDD中都可以看到。它最初是為較慢的機械硬碟設計的。幾年來進行了多次修訂，最新的版本是SATA 3。其最大頻寬從1.5 Gbps (~187.5 MB/s) 到6 Gbps (~750 MB/s) 不等。SATA電線僅處理數據傳輸，電源需要另外的一條電線。
Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)
PCI Express是舊PCI標準的後繼產品，專門為擴展卡和圖形卡設計。它使用多個並行數據鏈路來實現更高的吞吐量。 根據設備和使用情況，您可以擁有1到32條通道的連接寬度。在過去的幾年中，製造商開始製造M.2和附加卡(Add-in Card)尺寸的SSD，它們使用PCIe和更新的NVMe協議來傳輸數據。與SATA不同，PCIe接口還可以供電，最多可達75瓦特。
目前，PCIe 3.0標準是最主流的版本，PCIe 4.0即將推出。PCIe 3.0單個通道的最大頻寬為8 GT/s或7.88 Gbps (~985 MB/s)。SSD通常使用兩個(x2)或四個(x4)通道，分別等於大約1.97 GB/s和3.94 GB/s。
Universal Serial Bus (USB)
每個人都應該對USB接口(通用序列匯流排)相當熟悉，因為它被用於各種設備，例如滑鼠和鍵盤。USB-IF最近宣布了即將推出的USB 3.2標準。它的頻寬可以從5 Gbps (~625 MB/s，USB 3.1 Gen 1)到20 Gbps (~2.5 GB/s，USB 3.2)。單條USB電線可以同時管理數據和電源供應。
實際表現
我們使用了CrystalDiskMark和AS SSD Benchmark來測試不同SSD的性能。
- SATA SSD: HyperX FURY RGB
- USB SSD: KINGMAX KE31B
- PCIe SSD: KINGMAX Zeus Dragon PX3480
從測試中，我們可以看到基於SATA的FURY RGB SSD接近了SATA 3接口的理論頻寬，連續讀取/寫入速度超過500 MB/s。隨機4K操作落在合理的300 MB/s左右。 基於USB的KE31B SSD的性能稍差一些，連續速度為400 MB/s，隨機速度為150 MB/s。
由於PCIe 3.0 x4接口具有出色的吞吐量，因此PX3480 SSD在性能上要優於其他兩個SSD。 它的連續讀取速度高達2.5 GB/s，隨機4K速度約為900 MB/s。假如你要複製大型文件(例如影片和遊戲)，應該可以在幾秒鐘內完成(大約40秒即可完成100 GB)。
無論使用哪一種接口，所有SSD的性能都比機械硬碟好得多，後者只能獲得高達200 MB/s的連續速度，和低於1 MB/s的隨機4K速度。
易用性
基於SATA和PCIe的SSD大部分情況都是將它們安裝在電腦或筆記本電腦的機箱/機殼中，而USB SSD在設計時就考慮了它的便攜性。
對於2.5英寸SSD，您必須有一個空餘的SATA端口，一條數據電線和電源線。如果您使用PCIe SSD，則需要在兼容的主機板上需要一個閒置的M.2或PCIe插槽，但不用準備電線。最後USB SSD，通常只需要使用隨附的USB Type-A或Type-C電纜線即可開始傳輸數據和電源。
如果要將SSD安裝到PC機箱中，PCIe SSD會更方便，因為它不用連接任何電線。由於USB外置SSD的緊湊尺寸，耐用性和隨插即用的功能，它們現在變得越來越流行。而且不需要用家重新啟動電腦，對於筆記本電腦等難以更換內部硬碟的設備而言，它是最完美的選擇。
價格
由於SATA SSD無處不在，因此它們通常是最實惠的固態硬碟。在撰寫本文時，1 TB SATA SSD的價格在$130美元到$160美元之間(每GB約$0.16美元)。1 TB的USB 3.1 Gen 2 (10 Gbps)外置SSD的價格約為$180美元至$200美元(每GB約為$0.2美元)。如果要使用USB Type-C接口，則可能需要多付一點錢。
PCIe SSD被認為是目前最快，但更昂貴的儲存。對於PCIe 3.0 x4 NVMe SSD，1 TB的價格通常在$230美元至$250美元左右(每GB約$0.25美元)。有些入門級PCIe 3.0 x2 SSD的性能稍差一些，每1 TB約為$150美元至$170美元(每GB約$0.17美元)。
感謝KINGMAX為我們提供KINGMAX KE31B和KINGMAX Zeus Dragon PX3480用作評測。(評測樣本)
