為了提升SSD的兼容性，硬盤數(shù)據(jù)劃分的扇區(qū)、LBA等概念都被SSD所“繼承“，而硬盤（當時）主流的SATA接口也順理成章的被保留了下來。
與SATA接口相伴的是硬盤的標準外形。當SSD進入市場的時候，多數(shù)SSD選擇了硬盤外形的”最大公約數(shù)”——2.5英寸，可以兼容幾乎所有的使用環(huán)境，從服務(wù)器到臺式機，乃至筆記本電腦。
可以說，已經(jīng)高度普及的SATA接口和兼容性超強的2.5英寸外形，讓SSD迅速無障礙地融入了各式計算機的生態(tài)系統(tǒng)當中。不論是在操作系統(tǒng)層面，還是在物理規(guī)格層面，硬盤到SSD的變化都是透明的。這種無縫銜接顯然有助于用戶更順利地轉(zhuǎn)向SSD。
兼容HDD建立的接口（SATA/SAS）和規(guī)格（Form Factor）生態(tài)，是讓SSD迅速進入市場，被用戶快速接受的最佳手段。
? NVMe：SSD走出自己的高速路值得注意的是，SSD還有另一種形態(tài)就是擴展卡（AIC，add in card），通過標準PCIe擴展插槽安裝在主板上。早期，多見于一些基于SLC的高性能SSD，作為HDD的加速緩存而存在。
插在主板PCIe擴展槽上的擴展卡形態(tài)PCIe SSD，外形符合標準的PCIe Add-in Card，由PCI Express Card Electromechanical（PCI-CEM）規(guī)范定義。除此之外，PCIe接口的SSD還有2.5英寸外形（如U.2接口），口香糖大小的M.2，以及正在進入市場的EDSFF等多種形態(tài)，后續(xù)會有專文介紹。
圖注：2020年10月SK海力士*與英特爾 *簽訂協(xié)議，收購后者的NAND 和固態(tài)硬盤（SSD）業(yè)務(wù)，并在2021年正式成立獨立子公司 Solidigm隨著SSD的性能不斷提高，越來越多的人感覺到，不僅SATA接口帶寬拖后腿，機械硬盤時代設(shè)計的AHCI協(xié)議也開始不適應(yīng)低延時的SSD。
2009年，英特爾*作為牽頭人，組織行業(yè)內(nèi)90多個企業(yè)，包括三星*、美光*、戴爾*、Marvell* 、NetApp*、EMC*、IDT*等，成立了NVMe工作組，為SSD量身定制新的標準，期望將SSD從帶寬演進緩慢的SATA接口與低效的AHCI協(xié)議中解放出來。
2011年，NVMe標準正式出爐，2012年更新到NVMe 1.1，2014年發(fā)展到NVME 1.2?，F(xiàn)在主流SSD支持的NVMe 1.3和1.4分別于2017年和2019年發(fā)布。NVMe 2.0 已于 2021 年 6 月發(fā)布，并在2022年1月更新至2.0b，從版本號的大跨步可以知道，NVMe經(jīng)過逾十年的發(fā)展，迎來脫胎換骨般的變化。
NVMe全稱Non-Volatile Memory Express，即非易失性存儲器標準，從名字看就是為閃存為代表的固態(tài)存儲器定制的。NVMe的設(shè)計還充分利用了PCIe接口通道的低延時以及并行性。AHCI誕生于高延時、低帶寬的機械硬盤時代，其控制器通過PCH與CPU通訊，硬件上就會增加延時，而NVMe允許SSD通過PCIe直連CPU，進一步降低延時。
除了大幅進步的高帶寬、低延時，較新版本的NVMe在并發(fā)性能、QoS、可管理性等方面不斷完善。隨著SSD容量和并發(fā)訪問量多年來指數(shù)級的快速增長，早期NVMe的一些設(shè)計也會成為瓶頸，最新的NVMe 2.0也做了一些根本性的底層改進以提升效率，可以降低SSD的寫入放大系數(shù)、減少對緩存的容量需求、提升應(yīng)用程序?qū)刂破鞯脑L問效率等等。
從SATA接口+AHCI轉(zhuǎn)換為PCIe接口+NVMe，極大地釋放了SSD的性能潛力，使其成為英特爾至強E5 v2*及以后的服務(wù)器平臺最匹配的存儲設(shè)備。
NVMe與2.5英寸相結(jié)合，就誕生了我們今天廣為使用的U.2 SSD。它繼承了企業(yè)級2.5英寸的尺寸規(guī)格，使得機箱無需做大的改動就可以從2.5英寸的SATA轉(zhuǎn)變成NVMe；還支持熱插拔，比AIC形態(tài)的SSD更便于維護和管理。
NVMe SSD的六大技術(shù)優(yōu)勢
首先，接口速度更快。依托于PCIe接口的NVMe，進入PCIe4.0時代后，接口帶寬比PCIe 3.0增加1倍。英特爾*2023年要推出的Eagle Stream平臺將開始支持PCIe 5.0，NVMe SSD將隨之進入PCIe 5.0的時代，這次迭代將使得NVMe SSD的接口速度提升至SATA SSD接口速度的26倍；而時間跨度只有短短的數(shù)年，這個增長速度將遠遠大于摩爾定律的傳統(tǒng)迭代速度，將過去十年發(fā)展速度過慢造成的存儲和計算間的巨大性能鴻溝幾近填平。
其次，管理性、功能性更好。從協(xié)議本身來看，NVMe協(xié)議在管理性，功能性上也在快速迭代，以適應(yīng)現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)中心對計算存儲和分布式存儲的要求，協(xié)議的發(fā)展速度甚至超過了SSD廠家開發(fā)產(chǎn)品的速度。使得基于新協(xié)議的SSD更智能，數(shù)據(jù)安全更有保障，形態(tài)也更多樣化。讓NVMe協(xié)議以及基于NVMe協(xié)議的設(shè)備有了更多創(chuàng)新的機會。
第三，單位容量 （每GB或每TB）性能更好，隨著SSD的容量越來越大，其存儲的數(shù)據(jù)越來越多，使得同一個SSD服務(wù)的實例數(shù)量也越來越多，這樣帶來一個問題，每個實例對SSD都有性能要求的情況下，每實例或者每GB的性能要求也就越來越高。因為NVMe SSD隨PCIe不斷迭代，正在從PCIe 3.0過渡到PCIe 4.0，又會迅速迎來PCIe 5.0，這將使得單位容量的性能可以保持一個較高的水平。
第四，延遲更低。從HDD到SSD最大的延遲變化是介質(zhì)帶來的，也就是電子的NAND要比機械的硬盤反應(yīng)快得多。而SATA到NVMe則在協(xié)議本身做了相當多的優(yōu)化，從而使得基于NVMe協(xié)議的SSD反應(yīng)要比基于AHCI協(xié)議的SSD要快。延遲對于當今的企業(yè)級存儲將變得越來越重要，例如，我們希望刷視頻的時候點到就能播放，希望語音聊天或者視頻聊天的時候完全沒有卡頓，這些都與存儲延時有相當大的關(guān)系。
第五，I/O效率更高。相比基于SATA SSD的存儲系統(tǒng)，NVMe的SSD系統(tǒng)單核可以達到的性能更高，而同時NVMe SSD支持隨機多路并發(fā)讀寫，比如一臺搭配NVMe SSD的存儲服務(wù)器能做的工作需要若干臺SATA SSD存儲服務(wù)器才能達到。這樣算下來基于NVMe SSD的存儲服務(wù)器TCO更好。
最后，存儲搭配更加靈活。從存儲搭配的靈活度來看，因為SATA 接口在速度達到600MB/s之后不再發(fā)展，使得目前SSD的不同介質(zhì)在SATA接口面前變得沒有區(qū)別，甚至傲騰*SSD做成SATA接口也無法體現(xiàn)出來它的介質(zhì)優(yōu)勢。而NVMe的上限就高得多且在繼續(xù)提高，因為介質(zhì)訪問速度的不同，可以將不同介質(zhì)的NVMe SSD進行快慢搭配，以滿足不同形態(tài)下存儲的多樣化需求。
同時，PCIe的不斷迭代，又給NVMe形態(tài)帶來了新的挑戰(zhàn)，例如功耗，散熱，存儲密度等等。而創(chuàng)新的NVMe SSD形態(tài)就能完美的解決這些問題，例如EDSSF 可以解決散熱問題而平衡高密度和散熱。NVMe SSD的形態(tài)將會比SATA SSD的形態(tài)多很多，這就給創(chuàng)新帶來了機會，也大大提升了SSD的適配性，更好地滿足不同應(yīng)用場景的需求。
