NVMe vs. SATA: Welche SSD-Technologie ist schneller?

NVMe-Laufwerke spielen derzeit aus gutem Grund eine große Rolle im Computerspeicher. Ein NVMe-Solid-State-Laufwerk (SSD) lässt nicht nur die meisten älteren SSDs im Staub, sondern ist auch im Vergleich zu Standard-3,5- und 2,5-Zoll-Laufwerken blitzschnell.

NVMe vs. SATA III

Nehmen Sie zum Beispiel die 1 TB Samsung 860 Pro, eine 2,5-Zoll-SSD mit einer maximalen sequentiellen Lesegeschwindigkeit von 560 Megabyte pro Sekunde (MB / s). Sein Nachfolger, der NVMe-basierte 960 Pro, ist mit einer Höchstgeschwindigkeit von 3.500 MB / s mehr als sechsmal schneller.

Dies liegt daran, dass die Pre-NVMe-Laufwerke über SATA III, die dritte Version der Serial ATA-Computerbusschnittstelle, eine Verbindung zu einem PC herstellen. NVMe ist mittlerweile die Host-Controller-Schnittstelle für neuere, fortgeschrittenere SSDs.

SATA III und NVMe sind die am häufigsten verwendeten Begriffe, um zwischen Laufwerken der alten Schule und der neuen Hotness zu unterscheiden, die jeder möchte. NVMe ist jedoch nicht die gleiche Technologie wie SATA III.

Wir werden später erläutern, warum wir die Begriffe "SATA III" und "NVMe" verwenden, um die Technologien zu vergleichen.

Was ist SATA III?

Im Jahr 2000 wurde SATA eingeführt, um den vorhergehenden Parallel ATA-Standard zu ersetzen. SATA bot Verbindungen mit höherer Geschwindigkeit, was im Vergleich zu seinem Vorgänger eine erheblich verbesserte Leistung bedeutete. SATA III wurde acht Jahre später mit einer maximalen Übertragungsrate von 600 MB / s eingeführt.

SATA III-Komponenten verwenden einen bestimmten Anschlusstyp zum Anschließen an einen Laptop und einen bestimmten Kabeltyp zum Anschließen an ein Desktop-PC-Motherboard.

Sobald ein Laufwerk über SATA III mit dem Computersystem verbunden ist, ist die Arbeit nur zur Hälfte erledigt. Damit das Laufwerk tatsächlich mit dem System kommunizieren kann, benötigt es eine Host-Controller-Schnittstelle. Dieser Job gehört zu AHCI. Dies ist die häufigste Methode für SATA III-Laufwerke, mit einem Computersystem zu kommunizieren.

SATA III und AHCI zeigten viele Jahre lang eine bewundernswerte Leistung, auch in den frühen Tagen der SSDs. AHCI wurde jedoch für rotierende Medien mit hoher Latenz optimiert, nicht für nichtflüchtige Speicher mit niedriger Latenz wie SSDs, erklärte ein Vertreter des Laufwerksherstellers Kingston.

Solid-State-Laufwerke wurden so schnell, dass sie schließlich die SATA III-Verbindung überlasteten. SATA III und AHCI konnten einfach nicht genug Bandbreite für zunehmend leistungsfähiges SSDS bereitstellen.

Mit der Erweiterung der Laufwerksgeschwindigkeiten und -fähigkeiten wurde nach einer besseren Alternative gesucht. Und zum Glück war es bereits auf PCs im Einsatz.

Was ist PCIe?

PCIe ist eine weitere Hardwareschnittstelle. Es ist am bekanntesten als die Art und Weise, wie eine Grafikkarte in einen Desktop-PC eingesteckt wird, wird aber auch für Soundkarten, Thunderbolt-Erweiterungskarten und M.2-Laufwerke verwendet (dazu später mehr).

Wenn Sie auf ein Motherboard schauen (siehe oben), können Sie leicht erkennen, wo sich die PCIe-Steckplätze befinden. Sie sind meist in den Varianten x16, x8, x4 und x1 erhältlich. Diese Zahlen geben an, wie viele Spuren der Datenübertragung ein Steckplatz hat. Je höher die Anzahl der Spuren, desto mehr Daten können Sie gleichzeitig verschieben. Deshalb verwenden Grafikkarten x16-Steckplätze.

Es gibt auch einen M.2-Steckplatz im Bild oben direkt unter dem oberen x16-Steckplatz. M.2-Slots können bis zu vier Spuren verwenden, sie sind also x4.

Die wichtigsten PCIe-Steckplätze in jedem Computer sind mit Lanes verbunden, um die bestmögliche Leistung zu erzielen. Die restlichen PCIe-Steckplätze sind mit dem Chipsatz verbunden. Dies unterstützt auch eine ziemlich schnelle Verbindung zur CPU, jedoch nicht so schnell wie die direkten Verbindungen.

Derzeit werden zwei Generationen von PCIe verwendet: 3.0 (am häufigsten) und 4.0. Ab Mitte 2019 war PCIe 4.0 brandneu und wurde nur von AMDs Ryzen 3000-Prozessoren und X570-Motherboards unterstützt. Version 4 ist erwartungsgemäß schneller.

Die meisten Komponenten sättigen jedoch noch nicht die maximale Bandbreite von PCIe 3.0. Obwohl PCIe 4.0 beeindruckend ist, ist es für moderne Computer noch keine Notwendigkeit.

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NVMe über PCIe

PCIe ist also wie SATA III; Beide werden verwendet, um einzelne Komponenten an ein Computersystem anzuschließen. Genau wie SATA III AHCI benötigt, bevor eine Festplatte oder SSD mit einem Computersystem kommunizieren kann, basieren PCIe-basierte Laufwerke auf einem Host-Controller, der als NVMe (Non-Volatile Memory Express) bezeichnet wird.

Aber warum sprechen wir nicht über SATA III im Vergleich zu PCIe-Laufwerken oder AHCI im Vergleich zu NVMe?

Der Grund ist ziemlich einfach. Wir haben Laufwerke immer als SATA-basiert bezeichnet, wie SATA, SATA II und SATA III - keine Überraschung.

Als die Hersteller von Laufwerken mit der Herstellung von PCIe-Laufwerken begannen, sprachen wir in kurzer Zeit über PCIe-SSDs.

Die Branche hatte jedoch keine Standards, um sich zu sammeln, wie dies bei SATA-Laufwerken der Fall war. Stattdessen verwendeten Unternehmen, wie Western Digital erklärte, AHCI und bauten ihre eigenen Treiber und Firmware, um diese Laufwerke auszuführen.

Das war ein Durcheinander, und AHCI war immer noch nicht gut genug. Wie Kingston uns erklärte, war es für die Benutzer auch schwieriger, Laufwerke zu verwenden, die schneller als SATA waren, da sie anstelle eines Plug-and-Play-Erlebnisses auch spezielle Treiber installieren mussten.

Schließlich erholte sich die Branche um den Standard, der zu NVMe wurde und AHCI ersetzte. Der neue Standard war so viel besser, dass es Sinn machte, über NVMe zu sprechen. Und der Rest ist, wie sie sagen, Geschichte.

NVMe wurde mit Blick auf moderne, PCIe-basierte SSDs entwickelt. NVMe-Laufwerke können weitaus mehr Befehle gleichzeitig akzeptieren als mechanische SATA III-Festplatten oder SSDs. In Kombination mit einer geringeren Latenzzeit machen NVMe-Laufwerke schneller und reaktionsschneller.

Wie sehen NVMe-Laufwerke aus?

Wenn Sie heute ein NVMe-basiertes Laufwerk kaufen, möchten Sie einen M.2-Kaugummi. M.2 beschreibt den Formfaktor des Laufwerks - oder für unsere Zwecke, wie es aussieht. M.2-Laufwerke verfügen normalerweise über bis zu 1 TB Speicherplatz, sind jedoch klein genug, um zwischen Daumen und Zeigefinger zu halten.

M.2-Laufwerke werden mit speziellen M.2-PCIe-Steckplätzen verbunden, die bis zu vier Spuren der Datenübertragung unterstützen. Diese Laufwerke basieren normalerweise auf NVMe. Sie können jedoch auch M.2-Laufwerke finden, die SATA III verwenden. Lesen Sie einfach die Verpackung sorgfältig durch.

M.2s auf SATA III-Basis sind heutzutage nicht allzu häufig, aber sie existieren. Einige beliebte Beispiele sind das WD Blue 3D NAND und das Samsung 860 Evo.

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Sollten Sie SATA III-Laufwerke entsorgen?

Obwohl NVMe fantastisch ist, gibt es noch keinen Grund, auf SATA III-Laufwerke zu verzichten. Trotz der Einschränkungen von SATA III ist es immer noch eine gute Wahl für den Sekundärspeicher.

Jeder, der beispielsweise einen neuen PC baut, sollte ein M.2-NVMe-Laufwerk für sein Startlaufwerk und seinen Primärspeicher verwenden. Er könnte dann eine billigere Festplatte oder eine 2,5-Zoll-SSD mit größerer Kapazität als Sekundärspeicher hinzufügen.

Es könnte eine gute Idee sein, Ihren gesamten Speicher über PCIe laufen zu lassen. Derzeit sind NVMe-Laufwerke jedoch auf ca. 2 TB begrenzt. Höhere Kapazitäten sind auch unerschwinglich teuer. Ein Budget-1-TB-, M.2-NVMe-Laufwerk kostet normalerweise etwa 100 US-Dollar (was ungefähr 2 TB Hochleistungs-SATA III-Festplatten kostet).

Die Preise können sich natürlich ändern, wenn wir M.2-Laufwerke mit noch höherer Kapazität erhalten. Kingston sagte, wir könnten erwarten, M.2-Laufwerke mit 4 und 8 TB Kapazität um Anfang 2021 zu sehen.

Bis dahin ist die Kombination von M.2 mit sekundären SSDs und Festplatten die beste Option.

Die gleiche Idee gilt für Laptops. Wenn Sie ein neues Rig kaufen, suchen Sie nach einem mit NVMe-Flash-Speicher und einem 2,5-Zoll-Ersatzschacht für eine SATA III-Festplatte oder eine SSD.

Es sind jedoch nicht alle NVMe-Laufwerke gleich. Es lohnt sich auf jeden Fall, die Bewertungen auf Ihrem Ziellaufwerk zu lesen, bevor Sie eines kaufen.

Wenn Sie einen neuen Desktop-PC oder Laptop haben, verfügt dieser wahrscheinlich über M.2-Steckplätze, die NVMe unterstützen. Ein Upgrade Ihres PCs lohnt sich!