在不断发展的计算机硬件领域，存储接口在决定存储设备的速度、效率和整体性能方面发挥着至关重要的作用。该领域的两个主要竞争者是 SATA（串行 ATA）和 PCIe（外围组件互连 Express）。了解这些接口的差异、优点和局限性对于希望就其存储解决方案做出明智决策的用户至关重要。
以下是如何根据大小、速度、性能和成本来区分这两种存储选项。
连接器及尺寸
虽然 SATA 和 PCIe 通常与它们支持的驱动器相关联，但重要的是要认识到这些术语指的是接口技术本身。 SATA 的特点是小型 L 形连接器，已广泛用于将各种驱动器（包括光驱、硬盘驱动器和 SSD）连接到主板。该连接器配有一个较长的辅助 L 形连接器，可为连接的设备供电。
SATA 硬盘有 3.5 英寸和 2.5 英寸两种尺寸，而 SATA SSD 通常仅限于 2.5 英寸外形尺寸。多年来，SATA经历了多代发展，其中SATA III最为流行，成为现代硬盘和主流SSD的标准接口。
另一方面，PCIe 或 PCI Express 是现代主板上的多功能接口，为显卡等组件提供各种尺寸的插槽，为 Wi-Fi 和 USB 端口等附加卡提供较小的端口。 PCIe 的带宽可能有所不同，范围从用于较小且能力较差的连接的 x1 到用于具有较高可用带宽的较大连接的 x16。
PCIe SSD 可以直接插入 PCIe 插槽，通常使用 NVM Express (NVMe) 连接器类型。这些驱动器的大小通常是标准显卡的三分之一。 SATA 和 PCIe 接口都可以采用 M.2 连接器类型，尽管 PCIe 驱动器以这种形式更为普遍。 M.2 驱动器紧凑而纤薄，可平放在主板上，无需额外电源。高性能 M.2 驱动器可能包括散热器和散热器，以保持安全的工作温度。
无论是使用 M.2 还是 NVMe 连接器类型，PCIe 驱动器都可以支持不同代的 PCI Express。虽然 PCIe 3.0 是最常见的，但 AMD x570 主板中引入的 PCIe 4.0 提供了双倍的带宽 (16GBps)，从而实现更快、更高效的驱动器。
表现
每个驱动器都有其性能指标，但 SATA 和 PCIe 格式都有其性能限制。 SATA III 驱动器主要限于 6Gbps 的最大持续读取和/或写入速度，相当于大约 550MBps。虽然 SATA 硬盘可能无法达到这样的速度，但 SATA III SSD（例如令人印象深刻的三星 860 Evo）可以在综合测试中轻松达到此阈值。
值得注意的是，在现实场景中很少有驱动器能够达到这样的速度，因为实际使用情况可能会因文件大小和组成的变化影响读写速度而有所不同。采用 SATA 协议的 M.2 SSD 遵守这些相同的速度限制，强调如果需要更高的速度，则需要 PCIe M.2 驱动器。
注意：很少有驱动器能够在实际使用中达到这样的速度，因为这是驱动器可以达到的实际最大速度，并且文件大小和组成的差异可能会影响实际的读写速度。
这些相同的速度适用于使用 SATA 协议的 M.2 SSD，因此在购买 M.2 驱动器时请注意这一点。如果您想要更高的速度，您需要 PCIe M.2 驱动器，而不是 SATA M.2 驱动器。
PCIe 驱动器，无论是采用 M.2 还是 NVMe 连接器标准，都可以提供更高的速度，但仍然受到驱动器上的内存芯片速度及其设计的 PCI-Express 一代的控制。 PCIe 3.0 驱动器通常拥有 3,500MBps 的最大持续读/写速度，而 PCIe 4.0 驱动器则提高了标准，典型的最大持续读/写速度高达 7,000MBps。我们还推出了旨在超越 10,000MBps 的下一代PCIe 5.0驱动器。
然而，这些速度在现实场景中很少实现，PCIe 3.0 驱动器在综合测试中通常可实现约 2,500MBps 的持续读取速度，而最先进的 PCIe 4.0 驱动器可提供约 6,500MBps 的持续读取速度。存在特殊情况，即专为高速数据中心设计的驱动器可以提供超过 7GBps 的读取速度和 6GBps 的持续写入速度，尽管价格非常罕见且昂贵。
其他性能指标（例如随机读取和写入速度）在 SATA 和 PCIe 驱动器之间表现出较小的差异。虽然 PCIe 驱动器可能宣称随机读/写速度比 SATA 驱动器快三到五倍，但实际的改进通常会转化为更适度的两到三倍增强，特别是在较长的传输中。在短暂的转会中，表现差距显着缩小。
这些驱动器类型在使用过程中的明显差异在很大程度上取决于用户的系统要求。虽然与 SATA SSD 相比，快速 NVMe 或 M.2 PCIe 驱动器可能会稍微加快游戏加载和 Windows 启动时间，但明显的差异并不明显。值得注意的是，如果频繁的大文件传输是日常工作的一部分，那么这种差异就会变得更加明显。
实际上，从硬盘过渡到 SSD（甚至从 SATA 过渡到 SATA）时，实际性能的飞跃比从 SATA SSD 升级到 PCIe SSD 更明显。
成本
由于 PCIe 驱动器尺寸紧凑且具有更高的性能潜力，因此与 SATA 驱动器相比，其成本往往更高。价格差异并不总是很大；例如，500GB 三星 870 Evo SATA SSD 和 500GB 三星 970 Evo PCIe M.2 SSD 之间可能只有大约 30 美元的差距。
然而，某些驱动器可能非常昂贵。例如，英特尔基于 Optane 的 905P 960GB 驱动器的成本可能超过五个以上平均 1TB PCIe 驱动器的成本总和。