从IDE到NVMe：浅谈硬盘接口协议标准的发展史

作为存储重要资料的载体，硬盘从诞生到现在都是电脑的重要组成部分，而无数的硬盘构成了整个互联网社会，而每一个消费者的电脑中也有数块硬盘，而硬盘也从传统的机械硬盘一直进化到如今的SSD，那么在过去的几十年内，硬盘的接口标准究竟经历了多少次变化？未来能否有更先进的接口标准推出？我们一起来回顾下硬盘接口标准的发展史。

IDE（ATA）

在硬盘接口历史洪流中，率先跟我们见面的应该就是IDE接口了，IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，或者叫“集成设备电路”。IDE是一种计算机系统接口，主要用于硬盘和CD-ROM，本意为“把控制器与盘体集成在一起的硬盘”。

随后由于机械硬盘的升级，IDE所能提供的带宽就不够了，因此相关的组织定义了新的名字叫SATA，而原来的IDE则被更名为PATA，在2013年的时候，随着硬盘厂商正式停产PATA的硬盘，一共经历了27年的PATA就此消失在历史之中。

而SATA则是到目前为止仍然在使用的硬盘接口，无论是传统的机械硬盘还是部分SSD，都采用了SATA进行连接。在2001年，由Intel、APT、Dell、IBM这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA1.0规范，目前SATA的主流标准为SATA 3.0，可以达到600MB/s的速度。

和传统的PATA标准相比，SATA的优势包括支持热插拔 ，传输速度快，执行效率高，具备了更强的纠错能力，能对传输指令进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。当然SATA的线缆更加简洁，方便用户装机的走线。当然SATA时代还是专门为机械硬盘进行设计，面对速度无限增长的SSD就开始有点力不从心了，此时就需要更新的接口标准与协议来满足SSD的需求。

AHCI

在SATA诞生之后，为了更有效地管理采用SATA接口的设备，由英特尔领衔的技术组织又制定了高级主机控制器接口也就是AHCI，它可以让SATA存储设备激活高级SATA功能，例如原生指令队列及热插拔。

AHCI通过包含一个基址寄存器，来实现原生SATA功能。由于AHCI统一接口的研发成功，使得支持串行ATA产品的开发工作大为简化，操作系统和设备制造商省去了单独开发接口的工作，取而代之的是直接在统一接口上进行操作。

当然AHCI仍然是基于传统的SATA接口研发，而随着SSD的速度达到了SATA 3.0的阈值，整个行业需要有全新的协议和标准来满足SSD的日益发展，于是现在高端SSD使用的NVMe协议就此诞生。

NVMe

NVMe协议是在PCIe SSD开始大量出现在市场上后，因为各个厂家的私有协议不具有兼容性，无法和现有操作系统无缝衔接，英特尔为了统一接口协议建立生态，而在2011年发布了NVMe协议。

和AHCI协议相比，NVMe具有极高的性能提升，可大幅降低延迟，此外NVMe可以把最大队列深度从32提升到64000，SSD的IOPS能力也会得到大幅提升，同时SSD的延迟也大幅降低，此外不单单是SSD，其他的基于PCIe通道的产品也可以使用NVMe协议，从而实现众多设备的统一管理。

作为采用NVMe协议的存储设备，铠侠RD10就是一款性能出色的旗舰级SSD。说起铠侠，实际上就是原来的东芝存储改名而来，由日语的"记忆(kioku)"和希腊语的"价值(axia)"两个词组合而成。对此，官方称这是融合了"记忆"与"价值"的双重含义。

铠侠RD10支持NVMe协议 PCIE3.0 *4通道，官方最高速度读写速度可达3400MB/s 3200MB/s，共有512GB、1TB、2TB三种容量可供选，作为一款定位电竞游戏用户的高速NVMe固态硬盘产品，其性能属于当前TLC硬盘市场中的旗舰水准。

从存储系统的发展来看，接口和协议的发展是根据存储设备的需求而诞生了，如果存储设备的速度到了一个瓶颈，那么整个行业将会推出新的接口来满足它们，当然未来如果NVMe协议不能满足存储设备的性能需求，自然也会有更新的标准来取代NVMe协议。