固態硬碟傳輸介面越來越多元，除了最為基本的SATA外，還有mSATA、PCIe、M.2、SATA Express等介面，帶來各式不同妙用。Intel在其中扮演了關鍵角色，除了主導多項介面規範制定，更逐一導入進個人電腦平台，使其應用更加普遍。看多了SATA固態硬碟介紹，這回讓我們將焦點轉向mSATA與M.2，瞭解其應用範疇與優缺點，並且來場集合測試論高下。
介面字眼滿天紛飛
首先來釐清字彙上的困惑，SATA、mSATA、M.2（NGFF）、SATA Express乃至於PCIe（PCI Express），皆定義稱之為介面（Interface），這點無庸置疑的簡單。然而談論到M.2與SATA Express時，會發現怎麼老是在「介面」這字眼上打轉，不斷重複多種介面資訊。好比都說產品是M.2介面了，怎麼又會牽扯到SATA介面？那麼它到底是哪種介面呢！
這可以簡單用層級來看，介面字義是訊號層、電氣層，以及硬體層的總和。訊號層主要工作等同通訊協定（Protocol），得以讓主控制與裝置端溝通協調，進行資料傳輸作業。電氣層則是規範電源細項，如工作電壓、承載電流量，以及電源管理機制等部分。硬體層為外在差異，包括連接器樣式、尺寸規格等，大多由這層級掌管。
雙介面訊號裝置變多
特別容易讓人混淆的是M.2，儘管普遍稱之為介面，Intel卻只有制定出電氣與硬體層。核心關鍵的訊號層，則是採取開放政策，相容於許多種舊有介面規範。模組製造商可依產品類型與需求，選用與系統主控端相容的SATA、PCIe等，各式介面訊號控制器來設計產品。M.2並非具備完整層級的介面，因此Intel早先是以NGFF（Next Generation Form Factor）來稱呼，意指統一尺寸規格而非所謂的「傳輸介面」。
相似情況也發生在SATA Express，這由SATA-IO所制定的規範，定案版本稱為SATA 3.2。其重大轉變是捨棄12Gb/s頻寬發展，轉向改投PCI-SIG陣營，採用PCIe介面訊號層來建構。SATA-IO特地保留向下相容SATA規範，因此主控端（Host Controller）可以連接SATA裝置，而裝置端則視所採用磁碟控制器規格而定，未必能支援SATA介面訊號。
介面關係式不難搞懂
另外有些人可能曾經困惑的mSATA，Intel設計是電氣與硬體這2個層級，直接相容於PCI-SIG所制定mini PCIe介面，顯著差異是重新定義了腳位。至於訊號層則是直接取用，或說相容於SATA介面，因此可用頻寬與各項特性無異。換言之，各式標準mini PCIe介面模組，裝在mSATA插槽上可是不會動作。
反觀SATA與PCIe介面極為單純，僅支援各自相對名詞的訊號層，硬體層也不相容於其他介面裝置。即便裝置端有著複雜結構設計，最終負責與系統溝通連結的部分，必然得是採用SATA或PCIe通訊協定。以上，簡單搞清楚這重要的基本概念，將來就不會再雞同鴨講，你到底是在跟我說哪種介面？有事嗎你！
各傳輸介面重點規格比較
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介面規範
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SATA
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mSATA
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PCIe
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M.2
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SATA Express
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通訊協定
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SATA
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SATA
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PCIe
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PCIe、SATA
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PCIe、SATA
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SATA傳輸速率
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6、3、1.5Gbps
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6、3、1.5Gbps
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-
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SATA 6、3、1.5Gbps
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SATA 6、3、1.5Gbps
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PCIe傳輸速率
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-
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-
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5GT/s
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5GT/s
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5GT/s
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SATA傳輸頻寬
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600、300、150MB/s
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600、300、150MB/s
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-
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SATA 600、300、150MB/s
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SATA 600、300、150MB/s
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PCIe傳輸頻寬*
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-
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-
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500MB/s
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2、1GB/s
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2、1GB/s
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頻寬提升彈性**
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X
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X
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○
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○
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○
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* PCIe傳輸頻寬是以當前應用為推算基準，M.2與SATA Express普遍採用規格是PCIe 2.0 x2，故可用頻寬基本值為1GB/s，若採取PCIe 2.0 x4配置則是高達2GB/s。PCIe介面只以PCIe 2.0 x1為例，實際規格得以裝置支援規格，按照通道配置數量來相乘。
**頻寬提升彈性部分， Intel預定明年推出的新平台晶片組，有望將現行PCIe 2.0升級為3.0規格，有機會讓頻寬倍增。
有利於電腦小型化設計
PCIe介面固態硬碟產品，Intel自組NVMe陣營並制定出規範，當前以企業應用環境為主力。雖然Intel也在SATA Express參了一腳，率先整併進稍早前推出的9系列晶片組上，但是截至目前為止，仍然沒有原生或相對應儲存裝置上市。這兩者和主題的關聯性有限，因此就不一一細究，真實應用面之類兩三事。
主角mSATA和M.2部分，都是由Intel主導推動，並且制定出相對應規範。Intel亦挾自行設計主機板晶片組的優勢，在不同時間點，逐一導入到筆電平台上應用。相較於典型2.5吋固態硬碟，即便再薄也有7mm高度，長與寬則是固定為100、70mm。改採用這新些式介面，利基點無非是既小又輕薄，能協助筆電朝向更輕薄化設計。
▲舉如NUC這類巴掌大，或先前所謂1公升容積的迷你桌機，格外適合採用mSATA、M.2固態硬碟模組。相較於標準2.5吋裝置，輕薄短小占用的機構空間不多，能夠協助產品達成小型化設計。
mSATA與M.2應用有別
也許你直到近期才開始注意到M.2介面，它與mSATA過往推廣歷程相似，Intel老早就引進到筆電平台上應用，差別在於應用範疇有些轉變。mSATA導入應用初期，Intel主機板晶片組僅能給予SATA 3Gb/s資源，再加上當時固態硬碟單價仍然高，因此是以搭配Intel Smart Response Technology加速應用為主。
過去有段時間經常能見到，筆電預設裝配約32～64GB不等容量固態硬碟，其用意並非讓使用者拿來當系統開機碟使用，而是提供給晶片組建構固態混合硬碟功能。近年才導入應用的M.2則是大不同，基於可支援PCIe 2.0 x2介面訊號因素，格外適合用於打造高性能固態硬碟，使得筆電儲存裝置速度也能達到700MB/s或以上。
老電腦照樣可以裝M.2
Intel也在不同時間點，陸續將這2種介面擴及桌上型電腦平台，因此mSATA與M.2並不會和你無緣。mSATA或許該說它生不逢時，自6系列桌上型晶片組導入後，被採用率說來有限。M.2則是占有先天架構優勢，雖然想要取代SATA 6Gb/s是有相當難度，但是能與mSATA攜手進占Mini-ITX、NUC等，諸如此類迷你電腦應用市場。
對於廣大的玩家而言，M.2亦是以較少花費，獲得更高速固態硬碟的捷徑。就算電腦還不支援，短時間內也不想升級，都不會成為阻礙。只要添購M.2轉PCIe轉接卡，就算老電腦也能裝配M.2固態硬碟，這是支援PCIe訊號的一大優點。除了掏出錢，還需要做的動作和升級電腦相仿，就是確認晶片組有沒有足夠PCIe通道可用而已。
▲華碩預定在近期推出Hyper M.2 x4 Expansion card，這款M.2模組轉PCIe轉接卡，可裝配Type 2242、2260、2280、22110尺寸規格模組，PCIe端連接器為x4配置規格，整體設計相容於PCIe 2.0/3.0規格M.2固態硬碟（M Key）。
挑選得從尺寸規格看起
無論你是有mSATA或M.2需求，採購前還有些細節得留意，基本要點為尺寸規格。mSATA有Full Size與Half Size版本之分，也就是俗稱的長、短卡這差異，兩者長度分別為50.8mm與26.8mm，插槽機構很容易做到兼容。問題在於台灣零售通路市場，所能夠買到的mSATA固態硬碟皆為Full Size規格，Half Size得透過訂購之類途徑才能取得。
mSATA問題並不大，反觀M.2就有點傷腦細胞，除了前述SATA與PCIe通訊協定之分，尺寸規格等細節更是繁複。依據Intel定義規範，M.2具有多達10種尺寸規格，其中建議用於固態硬碟的有3種，分別為Type 2260、2280、22110。差異在於長度不同，如字義依序是60、80、110mm，至於寬度一率同為22mm規格。
mSATA與M.2固態硬碟尺寸規格比較表
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介面規範
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mSATA
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M.2
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版本區隔
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Full Size、Half Size
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Type 22110、2280、2260
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標準長度
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Full Size 50.8mm
Half Size 26.8mm
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Type 22110 110mm
Type 2280 80mm
Type 2260 60mm
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標準寬度
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29.85mm
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22mm
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標準厚度
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4.85mm
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單面2.15mm、雙面3.58mm
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相容性並不會造成困擾
M.2模組有單雙面之別，規範厚度分別是單面2.15mm、雙面3.5mm，電腦廠商普遍會預留足夠空間，兼容性並不大會造成困惱。至於防呆機制部分，固態硬碟應用得留意B Key和M Key之別，B Key對應Socket 2規格插槽，能採用SATA或PCIe x2介面訊號。M Key則是與Socket 3插槽對應，是為高速固態硬碟特別規劃，只支援PCIe但是通道能配置為x4模式。
為了插槽最大相容性，固態硬碟電路板得以B Key與M Key同時兼具，這並不會改變原定所支援的介面訊號規格。而主控端的Socket 2與Socket 3插槽，普遍應用只具有M Key防呆卡榫，以達成最大交互相容目的。就我們這次借得的產品來看，固態硬碟廠商確實都同時做了這2種缺口，某程度上是可以不用太在意這差異。
▲圖例為華擎Z97 Extreme 6主機板，除了左邊稱之為Ultra M.2的Socket 2插槽。以此為例來看Socket 2與Socket 3之分，外觀上並沒有顯著差異，防呆卡榫都是位於B Key端，差別在於Socket 3能支援PCIe x4通道配置模式。
原生PCIe產品數量有限
想當然耳，採購前得留意主機板、筆電、桌機，到底能夠安裝使用何種規格模組，這並不會是多大的難題。實質限制和mSATA相仿，目前可以採購到的M.2固態硬碟產品數量並不多，價格也比標準SATA機種高出一些。由於價格資訊相當容易查詢到，這邊就不加以細究性價比這檔事，以下重點還是擺放在採購注意事項上。
洗腦般的碎碎念，M.2固態硬碟除了SATA通訊協定，亦可採用頻寬更大的PCIe，又以後者為重點。目前已知而且能購買到的產品之中，以Plextor M6e與Samsung XP941最具代表性，因為其固態硬碟控制器，分別支援PCIe 2.0 x2與x4通道配置。但不幸的消息是，M6e已於上半年在國內開賣，XP941還有待代理商評估是否引進銷售。
就算你很熱血地從國外購買XP941，當前9系列晶片組主機板，礙於Intel建議規格與PCIe通道有限因素，電路設計普遍只能提供2條通道。唯一例外的是ASRock（華擎），Z97 Extreme 6所打出Ultra M.2口號，即為對應支援Socket 3的規格。除此之外，大概只能搭配前面提到的M.2轉接卡，才能讓XP941發揮出超越1GB/s的完整性能。
▲圖例2款M.2固態硬碟模組，其控制器同為PCIe介面規格，Samsung支援PCIe 2.0 x4，電路板如實設計為M Key規格。而Plextor屬於PCIe 2.0 x4規格，但是一如其他多家廠商，電路板同時具備B Key與M Key開口。
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