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SATA Express

Wikipedia · 2026-07-25 维基百科 👁 1 阅读

{{Infobox Computer Bus
| name = SATA Express
| image = SATA Express connectors on a computer motherboard.jpg
| image_size = 250px
| caption = 主機板上的SATA Express連接埠
| fullname-e = Serial Advanced Technology Attachment Express
| fullname-c =
| invent-date = 2013年
| invent-name =
| super-name =
| super-date =
| width =
| numdev =
| speed = 最高 1969 MB/s（採用SATA Express物理介面，PCIe 3.0 ×2）
| style = s
| hotplug = 支持，需要其他系統組件配合

來歷
可用性
最初內建SATA Express控制器的是英特爾於2014年的9系列PCH晶片組（H97、Z97），適用於Haswell微架構的處理器（LGA 1150插槽）。不過，2013年11月華碩釋出了帶有SATA Express連接埠的「Z87-Deluxe/SATA Express」主機板，使用一顆由祥碩科技提供的SATA/PCIE分配芯片ASM106SE和相应的多工器芯片支援，不過這款主機板僅在2014年的CES消費電子展上展出以後便無任何推出市場的計劃了。

2014年4月，華碩公開展示了一種準量產型的SATA Express硬體，並支援華碩稱為「帶獨立展頻時鐘的分立式基準時脈」（SRIS）特性。SRIS的要點在於在SATA Express存儲裝置上增加一個用於資料信號傳輸的時鐘發生器，在主機板的韌體上予以額外支援，來降低SATA Express資料連接線傳輸同步PCIe匯流排信號時屏蔽的技術需求，並降低辐射。

2014年5月，首批使用Z97和H97晶片組的主機板上架販售，不少主機板不僅提供了SATA Express連接埠，還提供了M.2插槽（M.2是一種界面卡式存儲器連接結構，安裝於主機板上，和SATA Express原生物理界面一樣提供PCIe和SATA的腳位）。Z97和H97為每個SATA Express連接埠各提供了PCIe 2.0 ×2規格的PCIe通道，每個SATA Express裝置可擁有1GB/s的頻寬。不過這兩款晶片組的主機板都主要用於高階效能機桌上型平台，對一般主流級市場影響不大。而極致效能級桌機平台上，英特爾於2014年8月推出了支援SATA Express的X99晶片組。X99主機板上SATA Express界面的PCIe通道仍由X99 PCH提供，而M.2插槽的PCIe通道則是視主機板廠商而定，可從X99 PCH上引出兩條PCIe 2.0通道，也可從LGA 2011-v3插槽的處理器上引出最多4條PCIe 3.0通道，來供M.2插槽使用。

AMD則於2017年發表了Socket AM4和Socket SP3(r2)/LGA 4094處理器平台，內建SATA Express控制器。

使用度
SATA Express的推廣使用上，分為兩種情況。單就SATA Express控制器本身而言是算成功的，至2017年推出的主機板晶片組、x86 CPU/SoC均有支援。然而就SATA Express物理介面上來說則是相當的失敗，以至於SATA Express協定被NVMe協定取代，SATA Express物理介面也被後續者M.2和U.2取代，載有SATA Express物理界面的主機板可謂是相當的少，早期甚至連驅動程式也欠奉；至於SATA Express物理界面的存儲裝置也可謂寥寥無幾。

2015年SATA Express發佈了一種相容SAS、PCI Express x4、SATA總線的的U.2連接器界面，U.2更多用於伺服器等企業應用場合。

特性
的同時，還能通過增加PCIe通道數來達成成倍頻寬提升。

此外，因為SATA Express支援原來在SATA邏輯介面層（面向作業系統）上運作的AHCI，使得支援只有邏輯介面層標準的NVMe（AHCI的繼任者）也成為了可實現的目的，只要SATA Express的存儲裝置支援。支援AHCI可確保能相容現時大量的舊型SATA裝置和舊版的作業系統（如Windows 7），對NVMe的支援則可全力發揮PCIe存儲裝置的功能與效能，像是大量I/O操作的並列化執行。

SATA Express介面同時支援PCIe存儲裝置和SATA存儲裝置，其物理連接介面佔用兩條PCIe 2.0/3.0通道和兩個SATA 3.0（6.0 Gbps）連接埠（兩種連接介面重用一個物理連接埠），主機和存儲裝置之間的連接是純PCIe匯流排連接的，不需要額外的匯流排抽象層。

SATA Express選擇使用PCIe，使得其性能可以通過多條並列的或是更高版本的PCIe匯流排來獲得性能的提升。舉個例子，使用PCIe 2.0 ×2時，可在8b/10b編碼及2×5 GT/s的吞吐量時獲得1GB/s的頻寬；而使用PCIe 3.0 ×2時，同樣通道下使用128b/130b編碼、2×8 GT/s的吞吐量時可獲得接近2 GB/s（實際1,969MB/s）的頻寬。]]

SATA Express原生物理介面
共有五種物理是SATA Express可用的，取決於裝置的用途：然而，SATA Express在裝置與主機板連接後，需要裝置支援PCIe連接時方能開啟PCIe通道。

  • Host receptacle：與M.2類似的板上連接方式，不需要連接線。這種連接方式間接相容連接一個舊型SATA裝置。

這五種SATA Express物理連接器僅提供兩個PCIe通道（即PCIe ×2規格），畢竟一開始就是基於舊版SATA及SAS物理介面改造的保守設計，注重向下相容性和成本效益，以便降低推廣成本，而且就算因性能接受度問題（僅支援到PCIe ×2）沒有廠商願意推出搭載這類連接器的主機板或裝置，相容SATA介面的設計也能保證其可用性及重用性。

U.2和M.2
事實上SATA-IO並不滿足於讓SATA Express僅支援到PCIe x2的規格。SFF-8639連接器規格（即後來的U.2）支援PCI Express x4、SAS、SATA總線，但採用線纜結構，主要用於企業級、伺服器固態存儲裝置。至2015年3月，一些廠商推出了使用U.2連接器、支援NVMe的固態硬碟產品（如Intel 750系列），預料本規格在性能上會獲得更廣的接受度，因為和M.2一樣可以使用PCIe x4的規格，比原生SATA Express的高出一倍的PCIe通道，能達成最高約32Gbps（約4GB/s）的頻寬，同時保有SATA等舊型匯流排的間接相容性。因針腳定義相同，SATA Express也可直接使用M.2物理介面來實現板上連接，而市面上也有M.2與U.2的被動轉接器販售。也有SATA Express裝置直接採用PCIe物理規格的例子。

U.2支援熱插拔而M.2不支援熱插拔；U.2可使用3.3V電源電壓和12V電源電壓，而M.2只能使用3.3V電源電壓；M.2可應用於固态硬盘、无线网卡等裝置，而U.2僅用於2.5英吋固態硬碟。

下表簡略展示SATA Express不同連接器之間的相容度：

{| class="wikitable" style="margin-left: auto; margin-right: auto; min-width: 60em;"
|+ 连接器兼容性以前的FreeBSD、Mac OS X 10.10以前的Mac OS X）需要額外的驅動程式方能支援。雖然一些支援NVMe的SSD有相容模式以便安裝舊版作業系統，不過像是Intel 600p這樣的SSD，本身無AHCI相容模式支援的，需要在載入NVMe驅動的情況下安裝舊版作業系統。

參見

  • 電腦裝置頻寬列表
  • M.2
  • 串列SCSI (SAS)

*NVMe

備註
參考資料
外部連結

#Serial ATA #固态计算机存储 #2013年面世 #计算机存储总线

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