為什么不出SATA4？

搜了一下，壓根沒看到相關(guān)問題和回答，所以來問一下。

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沈萬馬

編程話題下的優(yōu)秀答主

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直接原因簡單說就是SATA的物理接口已經(jīng)被榨干凈了。印象里，SATA3的物理鏈路理論上最大承載能力是~8Gbps，當然可以上很多高級手段來大大提高，但這基本上意味著需要做一套新的PHY。

做全新的PHY的一個替代選擇則是換別的PHY。如果開始考慮換PHY的話……剩下的事情就是一種很經(jīng)典的工程笑話了。比如說，用PCIe來傳輸可好？成熟穩(wěn)定并且可以直接接入現(xiàn)行主流CPU的數(shù)據(jù)總線。那么既然換了PHY，那軟件層面也應(yīng)當作出一些改變，盡量和PHY解耦，并且兼容未來，應(yīng)該在繼承ATA的核心思想的前提下兼容固態(tài)、半靜態(tài)等媒體，直接兼容目前人類所知的所有Non-Volatile?Memory好了。最后，既然PHY換成了PCIe，軟件層面解耦了，那也就是說物理接口可以相當隨便，所有兼容PCIe的都可以用了，比如普通的PCIe接口，或者M.2、U.2、U.3之類的新興接口………咦？

這特么不就是NVMe了么…

當然如果單純考慮更新PHY而不替換，也不是完全不行，只是這樣的升級意義很小。全新開發(fā)一套PHY很顯然就要面臨一個關(guān)鍵問題——為什么不直接換成NVMe。在這個前提下，新的PHY必須擁有某些特性遠超NVMe，不然無法證明自身的存在意義。然而不幸的是SATA本身存在價值都很稀薄了，現(xiàn)在USB都能和它分庭抗禮，即便新的SATA PHY能做出什么精彩絕倫的東西，也不太會有人愿意去做這件事。

而且，實際上之前SATA就嘗試了只把PHY換成PCIe，搞出了SATA Express。這個接口就面臨了之前的笑話里的真實的問題——如果PHY換了，卻不搞別的升級，成本會很高，于是推廣困難。

編輯于 2023-02-02 09:04

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申宏宇

:-D

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為什么不出SATA4？

因為已經(jīng)出過了，只不過接口設(shè)計的賊失敗，導致沒人用。

SATA3的下一代接口叫SATA Express，Z97時代的產(chǎn)物。

這個接口本質(zhì)上就是兩個SATA3接口加一個PCIEX2，可以合起來用也可以分著用。

SATA-E接口之所以沒有大范圍推廣，是因為他遇到了一個十分強力的對手，即M.2接口。

使用nvme協(xié)議的M.2接口無論在哪個方面都遠超SATA-E，再加上SATA-E普及過晚，使用SATA-E接口的存儲設(shè)備幾乎買不到。

因此SATA-E在家用領(lǐng)域算是徹底失敗了。

十年前SATA曾經(jīng)將輝煌一時的IDE接口拉下神壇，現(xiàn)在長江后浪推前浪，歷史又再一次重演，只是角色互換了位置。

當年SATA能將IDE淘汰，靠的是先進的串行傳輸機制，如今也落后于時代，尤其是ahci協(xié)議并不適合固態(tài)硬盤，就算使用PCIE方案，依舊無力回天。

SATA工作組應(yīng)該也意識到接口的缺陷，所以自從2016年以后再也沒有發(fā)布過新版本，估計以后再也沒有新SATA了。

科技在發(fā)展，時代在進步，老舊事物被新生事物所取代是必然的結(jié)局，SATA接口的衰落，標志著一個時代即將落幕。

編輯于 2023-02-01 01:12

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可能是，沒啥必要吧……

SATA3誕生于10年前，可能具體時間還要更早，其技術(shù)已經(jīng)非常成熟。限制SATA發(fā)展的不僅僅是接口的最高傳輸速率，其較低的IO隊列數(shù)量和隊列深度，使其并不適合當今高性能的應(yīng)用場景。放一張AHCI協(xié)議與NVMe協(xié)議的對比圖，SATA的最高IO隊列數(shù)量為1，最高隊列深度為32，對比PCIe的65535度列數(shù)量以及每隊列64K深度，相差天差地別。

這直接影響了硬盤的4K隨機性能，如，SATA SSD最高4K隨機性能可以到幾萬，而PCIe SSD（NVMe SSD）的4K隨機性能已經(jīng)高達百萬以上，即使是2011年最早出現(xiàn)的PCIe SSD PBlaze1，其4K隨機也已經(jīng)達到了40萬 IOPS。

而回到機械硬盤，受其工作原理，磁頭尋道等機械運動因素限制，機械硬盤的4K隨機性能，恐怕只有幾十到幾百……

因此，對于更加注重性能的應(yīng)用場景，則一般使用基于PCIe接口的SSD，也就是今天我們熟知的NVMe SSD。

回到問題本身，即使推出SATA4，速度翻倍，達到12Gbps，對于隨機性能的提升，也幾乎沒有幫助，只是最大順序傳輸速度提升了而已。而這個場景，和SAS 12Gbps、PCIe又都有重合，更何況PCIe性能更強。

發(fā)布于 2023-01-30 10:20

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安德魯橙

老頭子數(shù)碼玩家和DIYer

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如果說SATA的技術(shù)演進本身，那SATA3后面的就是SATA Express，這屬于"官方版"的“下一個版本”。但即便是SATA Express，也已經(jīng)是十年前發(fā)布的了。

之所以這個接口更新、演進的慢，主要原因有兩個：

• 現(xiàn)有的接口形態(tài)和性能滿足了基本需求

• 新的接口被其他接口替代

現(xiàn)在咱們?nèi)粘Ｊ褂玫闹靼迳?，除了RAM的插槽以外，哪個的性能最強？自然是PCIe，所以當一個接口形態(tài)可以用上PCIe通道的時候，基本都不太需要自己再在協(xié)議上去費勁。

SATA最主要接的東西，就是機械硬盤，但是機械硬盤其實從SATA2接口開始，對接口的需求就已經(jīng)極其的小，畢竟也就百八十MB/s的速度，連續(xù)讀寫和4K都沒啥大的改進，要什么新接口？SATA3 已經(jīng)是6Gb/s，b=bit，換算成MB，就是差不多理論700MB/s。

一開始機械硬盤確實遠用不到SATA3的瓶頸，但是后來有了固態(tài)硬盤，嗖嗖的就把接口帶寬用到了頂。那怎么辦呢？兩個辦法：更新老的SATA接口和換別的接口。

于是SATA Express應(yīng)運而生。因為有了PCIe通道（PCIe×2），所以SATA Express的帶寬達到了16Gb/s（其實以2023年的眼光來看，它也很容易用到上限的）。因為同時兼容AHCI和NVMe，所以它其實可以同時走SATA協(xié)議或者PCIe協(xié)議，并且為了向下兼容，它可以接兩個SATA設(shè)備或者一個SATA Express設(shè)備。

這整個看下來，似乎兼容性又好，在那個時代，性能也說的過去，按說是個不錯的接口對吧？但是這向下兼容的代價不可謂不大，您瞅瞅SATA Express接口長什么樣子：

我個人覺得正是這個接口形態(tài)，阻礙了它在普通主板上的應(yīng)用。兼容SATA和NVMe這件事是不是很耳熟？沒錯，后來實際上是NGFF（Next Generation Form Factor）接替了這項工作，后來改名叫M.2，其實倆是一個意思，因為它們所描述的，都是這個物理接口的。

SATA Express是沿用的工程設(shè)計的那一套，M.2就主要是為了小型化而生。但你看，總之都是走PCIe通道，我們需要的其實就是那十來個觸點，而且小型化肯定是趨勢，于是SATA Express還未普及就被M.2替代成為了主流。

雖然它一開始的PCIe×2有點一般，但是畢竟只是在那時，而且接口還可以再演進，所以性能不是大問題，大問題是它大且復(fù)雜，又占地方。加上幾乎就沒出現(xiàn)過SATA Express接口的固態(tài)硬盤（基本都是SATA為主）所以SATA Express的使用率相當?shù)牡?。而隨著M.2固態(tài)的興起，SATA Express就逐漸徹底沒用了。所以很多低端主板本來也不會有SATA Express，也就直接從來沒碰過。高端板子加了看到SATA Express徹底失勢，也就取消掉了，大多只在原來的9系~100系列主板上出現(xiàn)過。

廠商們?nèi)缃穸际?或6個SATA3+1-3個M.2接口，這樣既能保證械硬盤的兼容，又能保證新接口的性能和小型化。比如裝個ITX主機，如果不需要機械硬盤，則已經(jīng)不需要機箱有專門的硬盤位了。

而真正需要像SATA這樣臃腫的物理接口來保證穩(wěn)定的服務(wù)器平臺，則進化到了U.2，雖然沒直接叫SATA5，但我覺得它就是事實上的SATA5（你瞅它的樣子，跟它爹SATA Express和爺爺SATA沒有血緣關(guān)系誰信）。它也是用到了PCIe×4，所以PCIe3.0下就也能封頂達到4000MB/s。

到如今，就形成了民用SATA+M.2，服務(wù)器用U.2+PCIe/M.2的這么一個結(jié)構(gòu)。

SATA其實最大的缺點就是半雙工以及數(shù)據(jù)和供電分開，半雙工就同一時間始終只有單向傳輸，數(shù)據(jù)供電分開就導致還需要從電源單獨接一根12V的SATA供電線。但是因為機械硬盤躺平，導致很長一段時間主板上都不能不配備SATA，所以雖然SATA3按理都該被淘汰了，但這種共生會依然持續(xù)下去。大概過幾年都會有人問“為什么有SATA這么大卻性能這么弱的接口？”

發(fā)布于 2023-02-03 11:06

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pansz

知乎十年新知答主

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因為只有機械硬盤需要這么大的接口。而機械硬盤連SATA2的速度都顯得過剩。

SSD的話，哪怕放到2.5寸硬盤中也只占了極其微小的空間（拆開便知）。完全只是為了兼容性而存在的過渡產(chǎn)品。所以在SSD普及的今天，根本沒必要繼續(xù)研發(fā)新款SATA接口。

編輯于 2023-02-01 09:41