現(xiàn)代電腦中有很多接口，譬如USB、SATA、PCIe，它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：都使用串行技術(shù)傳輸信號(hào)。下圖是SATA數(shù)據(jù)線和對(duì)應(yīng)的電源線。

相比它的前輩——80針的IDE并口數(shù)據(jù)線，SATA串口數(shù)據(jù)線只有7根線，但傳輸速度卻更高，這是為何呢？

SATA數(shù)據(jù)線中實(shí)際用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖莾蓪?duì)差分信號(hào)線，分別用于數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收。所謂的雙通道SATA數(shù)據(jù)線，其實(shí)就是一個(gè)發(fā)送通道、一個(gè)接受通道。與傳統(tǒng)的一根信號(hào)線配一根地線的做法不同，差分傳輸在兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的振幅相同，但相位相反。接收端比較兩個(gè)電壓的差值來判斷數(shù)據(jù)的內(nèi)容。

差分信號(hào)線需要盡可能地等長(zhǎng)、等寬、緊密靠近。在下圖東芝TR200固態(tài)硬盤的拆解中能夠看到，成對(duì)的差分信號(hào)在PCB走線上靠近在一起。抗干擾性強(qiáng)是差分傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，串行SATA雖然比并行IDE數(shù)據(jù)線的線對(duì)數(shù)量少，一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量小，但SATA可以大幅地提高傳輸速率，實(shí)現(xiàn)比并行IDE更高的帶寬。從2000年提出SATA 1.0到現(xiàn)在，SATA已經(jīng)有近20年的歷史，目前仍是電腦中使用最廣泛的硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)。SATA接口的固態(tài)硬盤以低成本、高可靠性站穩(wěn)了腳跟。尤其是以東芝TR200為代表的新一代3D閃存固態(tài)硬盤具備了極高的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。不過，串行技術(shù)雖然提高了數(shù)據(jù)傳輸率，但依然面臨著自己的性能天花板，當(dāng)SATA發(fā)展到3.0版本6Gbps傳輸率之后遇到了瓶頸，如需更高的性能就不得不轉(zhuǎn)向PCIe通道。

PCIe雖然也使用串行技術(shù)，但它可以通過多通道來翻倍提升傳輸帶寬。我們平時(shí)看到的x1、X4、X16就是指1個(gè)、4個(gè)和16個(gè)PCIe通道。

由于使用PCIe通道，M.2 NVMe固態(tài)硬盤可以發(fā)揮出比SATA更高的性能。讀寫速度提高只是其中一方面，真正提升使用體驗(yàn)的主要還是NVMe協(xié)議帶來的更低讀寫延遲。