存储协议详解：总线通道、磁盘接⼝协议、物理接⼝
⼀、总线通道组：
1、PCI，SATA表⽰总线通道传输⽅式，另外还有PATA，即并⼝传输⽅式；
2、PCI和PCI-E都为北桥区，区别在于前者并⾏⼝，后者为串⾏⼝，多通道增强了数据稳定性和传输频率提升（并⾏的多路复⽤因⼲扰性对频率有限制）；另外还有PCI-X，不过使⽤并不⼴泛；
3、PCI-E⼜分×1、×
4、×8、×16和Gen1、Gen2、Gen3，其中×1、×4、×8、×16表⽰通道数，⽽Gen1、Gen2、Gen3表⽰版本号，即1.0/2.0/3.0，同样越⾼性能越好
4、SATA为南桥区的⾼速公路，总线通道传输⽅式为SATA时，⼜有sata1~3三个版本，数字越⼤，版本越⾼，性能也越好
5、同2理，PATA并⾏性能不如SATA串⾏
⼆、接⼝协议组：
1、IDE，AHCI以及最新的NVME 为设备接⼝的协议类型，类似显卡驱动，只有驱动专门适配了，设备才能达到最佳性能；
2、常说的IDE接⼝其实应说为PATA。
3、NVMe 只适⽤于 SSD（SSD和主板也要⽀持 NVMe 才⾏）。AHCI 、IDE则适⽤于机械硬盘和SSD。
三、物理接⼝组：
1、这⾥只针对给硬盘⽤的物理接⼝，从低级到⾼级：IDE物理接⼝,SATA物理接⼝,M.2物理接⼝，接⼝长相不⼀样。
2、不要混淆了物理接⼝和协议接⼝：IDE物理接⼝可以使⽤IDE协议；SATA物理接⼝可以使⽤IDE和AHCI协议；M.2物理接⼝可以使⽤AHCI和NVME协议
3、协议接⼝NVME对应的为M.2物理接⼝，⾛的是PCIE总线通道，也最NB；也有AHCI协议对应的物理接⼝为M.2物理接⼝，⾛PCIE通道；同样有AHCI协议对应的物理接⼝为M.2，⾛SATA通道，越后⾯性能越低。当然我也可以使⽤IDE协议，控制插在SATA物理接⼝的固态硬盘⾛SATA通道。
ATA: AT attachment 是IDE(Integrated Drive Electronics)硬盘的接⼝标准。包括PIO(Programming I/O)和DMA(Direct Memory Access) 两种传输模式。ATA本⾝可以⽀持串⾏或并⾏。
PATA: Paralle ATA。并⾏协议，基于ATA。
SATA: Serial ATA。 串⾏协议，基于ATA。
SCSI: Small Computer System Interface。 是⼀种专门为⼩型计算机系统设计的存储单元接⼝模式，主要⽤于中，⾼端服务器和⾼档⼯作站。跟ATA/IDE不兼容，相对于ATA硬盘的接⼝⽀持数量更多。
SAS: Serial Attached SCSI。串⾏协议，基于SCSI，⼜可以向下兼容SATA。SAS drive多⽤于企业级硬盘，SATA drive多⽤于消费级硬盘。
SAS 协议可分为3块:
SSP是串⾏SCSI协议，⽤于传输SCSI协议。
SMP是SCSI管理协议，⽤于对连接设备的维护和管理。
STP是SATA tunnel协议，⽤于SAS和SATA之间数据的传输。即把SATA Frame当做SAS协议的数据来传输，跟隧道⼀样。
另外还有mSATA(⽤于消费级笔记本领域)，但已被M.2淘汰。M.2原名是(NGFF, Next Generation Form Factor)，是为Ultrabook定制的接⼝标准。M.2本⾝只规范了⼀种引脚接线形式，它上⾯⾛什么协议和总线要看具体产品。
PCI: Peripheral Component Interconnect。是在CPU和原来系统总线内部插⼊的⼀级总线。主要⽤于电脑内部主板的扩展插槽，连接显卡，声卡，⽹卡和Modem等设备。PCI总线只有133MB/s 的带宽。注意它不是硬盘接⼝。
PCI采⽤的是总线型拓扑结构，⼀条PCI总线上挂着若⼲PCI终端设备或桥设备(⽐如说北桥南桥）。这些设备共享该PCI总线，如果那个设备想说话必须获得总线使⽤权。
PCIe: PCI Express。向下兼容PCI，串⾏协议(PICe⽐PCI快就是因为它是串⾏)。PCIe 2.0为例，每秒5GT（Gigatransfer）原始数据传输率，编码⽅式为8b/10b（每10个位元只有8个有效数据），即有效频宽为4Gb/s = 500MByte/s。PCIe可以⽤于SSD的接⼝，但不⽤于机械硬盘的接⼝，因为机械硬盘的读写速度达不到这么⾼，没有必要⽤PCIe。
PCIe采⽤树形拓扑结构。Root Complex(RC)是树的根，相当与CPU的agent。CPU必须通过RC来访问内存和其他PCIe设备（如PCIe SSD, PCIe⽹卡)。PCIe设备可以直接连到RC上，也可以通过switch来连到RC上。Switch上也可以连switch。PCIe bridge可以将PCIe总线换成PCI总线(或反过来)，实现PC
Ie和PCI设备的互联。
PCIe采⽤点到点(endpoint to endpoint)的通信⽅式，每个设备独享通道带宽，速度和效率都⽐PCI好。理论上任何两个PCIe
endpoint(PCIe设备)都可以互相通信，但实际上endpoint⼀般要通过RC与另⼀个endpoint通信，因为两个设备的数据格式可能不⼀样。
PCI Express 1X和PCI Express 32X 意思就是1个通道到32个通道。
注意：PCIe也是Dual-Simplex模式，可以理解为全双⼯模式。
PCIe定义了下三层：
事务层(Transaction Layer): 发送或接收TLP(Transaction Layer Packet), 流量控制, QoS, 事务排序等。
数据链路层(Data Link Layer): 发送或接收DLLP（Data Link Layer Packet)， Ack/Nak协议，流量控制，电源管理等。
物理层(Physical Layer，包括逻辑⼦模块和电⽓⼦模块)：处理所有的packet的物理传输。
注意：
SATA的主机接⼝协议是AHCI(Advanced Host Controller Interface)，SAS的interface是
SAS没有等同与SATA的AHCI的通⽤主机接⼝协议。
PCIe的主机接⼝协议是NVMe(Non-Volatile Memory Express)，专门为SSD服务。
U.2 Form Factor (SFF-8639)最开始是PCIe SSD 2.5⼨盘的接⼝标准，后来统⼀了SATA, SAS和PCIe 三种物理接⼝，是⼀种新型连接器Form Factor。
FC: Fiber Channel。是基于Fabric Channel环路协议基础上的串⾏技术，通过给后端磁盘提供带宽2.0Gbit/s或者4.0Gbit/s的FC环路来进⾏磁盘的连接。本来FC是给⽹络系统开发的，FC线缆的连接距离远，⽐较容易扩展。因为存储系统对速度要求⾼，所以也⽤在多硬盘系统的通信中。
另外， ATA, SCSI和NVMe都针对SSD加了⼀些新的命令，⽐如说ATA⾥⾯的Trim。当⽤户删除⼀个⽂件时，操作系统会发Trim告诉SSD 该⽂件对应数据⽆效，这样SSD在做垃圾回收的时候就可以把这些数据删除掉，不⽤再做数据迁移。SCSI⾥⾯的同等命令叫UNMAP, NVMe⾥⾯脚Deallocate。
