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作者：安德鲁橙

主板上的SATA口是很常见的接口之一，从05、06年左右开始普及至今已经有小20年的时间，并且在SATA3发布至今也有近10年时间了，为什么这么一个带宽和USB3.0相当的接口依然是较多使用的接口之一呢？为什么一直没有SATA4出现呢？

首先，如果说SATA的技术演进本身，那SATA3后面的就是SATA Express，这属于"官方版"的“下一个版本”。但即便是SATA Express，也已经是十年前发布的了。

之所以这个接口更新、演进的慢，主要原因有两个：

现有的接口形态和性能满足了基本需求

新的接口被其他接口替代

现在咱们日常使用的主板上，除了RAM的插槽以外，哪个的性能最强？自然是PCIe，所以当一个接口形态可以用上PCIe通道的时候，基本都不太需要自己再在协议上去费劲。

SATA最主要接的东西，就是机械硬盘，但是机械硬盘其实从SATA2接口开始，对接口的需求就已经极其的小，毕竟也就百八十MB/s的速度，连续读写和4K都没啥大的改进，要什么新接口？SATA3 已经是6Gb/s，b=bit，换算成MB，就是差不多理论700MB/s。

一开始机械硬盘确实远用不到SATA3的瓶颈，但是后来有了固态硬盘，嗖嗖的就把接口带宽用到了顶。那怎么办呢？两个办法：更新老的SATA接口和换别的接口。

于是SATA Express应运而生。因为有了PCIe通道（PCIe×2），所以SATA Express的带宽达到了16Gb/s（其实以2023年的眼光来看，它也很容易用到上限的）。因为同时兼容AHCI和NVMe，所以它其实可以同时走SATA协议或者PCIe协议，并且为了向下兼容，它可以接两个SATA设备或者一个SATA Express设备。

这整个看下来，似乎兼容性又好，在那个时代，性能也说的过去，按说是个不错的接口对吧？但是这向下兼容的代价不可谓不大，您瞅瞅SATA Express接口长什么样子：

我个人觉得正是这个接口形态，阻碍了它在普通主板上的应用。兼容SATA和NVMe这件事是不是很耳熟？没错，后来实际上是NGFF（Next Generation Form Factor）接替了这项工作，后来改名叫M.2，其实俩是一个意思，因为它们所描述的，都是这个物理接口的。

SATA Express是沿用的工程设计的那一套，M.2就主要是为了小型化而生。但你看，总之都是走PCIe通道，我们需要的其实就是那十来个触点，而且小型化肯定是趋势，于是SATA Express还未普及就被M.2替代成为了主流。

虽然它一开始的PCIe×2有点一般，但是毕竟只是在那时，而且接口还可以再演进，所以性能不是大问题，大问题是它大且复杂，又占地方。加上几乎就没出现过SATA Express接口的固态硬盘（基本都是SATA为主）所以SATA Express的使用率相当的低。而随着M.2固态的兴起，SATA Express就逐渐彻底没用了。所以很多低端主板本来也不会有SATA Express，也就直接从来没碰过。高端板子加了看到SATA Express彻底失势，也就取消掉了，大多只在原来的9系~100系列主板上出现过。

厂商们如今都是4或6个SATA3+1-3个M.2接口，这样既能保证械硬盘的兼容，又能保证新接口的性能和小型化。比如装个ITX主机，如果不需要机械硬盘，则已经不需要机箱有专门的硬盘位了。

而真正需要像SATA这样臃肿的物理接口来保证稳定的服务器平台，则进化到了U.2，虽然没直接叫SATA5，但我觉得它就是事实上的SATA5（你瞅它的样子，跟它爹SATA Express和爷爷SATA没有血缘关系谁信）。它也是用到了PCIe×4，所以PCIe3.0下就也能封顶达到4000MB/s。支持PCIe4.0后也就按照PCIe4.0的来。

到如今，就形成了民用SATA+M.2，服务器用U.2+PCIe/M.2的这么一个结构。

SATA其实最大的缺点就是半双工以及数据和供电分开，半双工就同一时间始终只有单向传输，数据供电分开就导致还需要从电源单独接一根12V的SATA供电线。但是因为机械硬盘躺平，导致很长一段时间主板上都不能不配备SATA，所以虽然SATA3按理都该被淘汰了，但这种共生会依然持续下去。大概过几年都会有人问“为什么有SATA这么大却性能这么弱的接口？”