EMZETT.SATA, PCIe und NVMe im Vergleich
Kurz: SATA, PCIe und NVMe sind keine konkurrierenden Speicher, sondern Schichten: SATA ist eine ältere Schnittstelle mit Kabel, PCIe ist der schnelle Datenbus des Mainboards, und NVMe ist das moderne Protokoll, das über PCIe läuft und speziell für Flash-Speicher entworfen wurde.
Genauer: Man muss physische Verbindung (Stecker, Bus), Protokoll (Sprache) und Bauform (Gehäuse) unterscheiden. Eine M.2-SSD kann zum Beispiel SATA- oder NVMe-Technik haben, obwohl sie gleich aussieht.
Im Detail
| SATA (III) | PCIe | NVMe | |
|---|---|---|---|
| Art | Schnittstelle + Protokoll (AHCI) | Hochgeschwindigkeitsbus | Protokoll (für Flash) |
| Max. Tempo | 600 MB/s (~550 real) | 4.0 x4: ~7,9 GB/s, 5.0 x4: ~15,8 GB/s | nutzt die PCIe-Bandbreite voll |
| Lanes/Warteschlangen | 1 Kanal, 1 Warteschlange mit 32 Befehlen | je Lane serielles Paar, x1/x4/x8/x16 | 64.000 Warteschlangen mit je 64.000 Befehlen |
| Latenz | höher | niedrig | sehr niedrig |
| Typische Geräte | 2,5”-SSD, HDD, optische Laufwerke | Grafikkarten, SSDs, Netzwerkkarten | M.2-/U.2-SSDs |
| Anschluss | SATA-Datenkabel + Strom | Steckplatz (x1…x16), M.2 | M.2-Slot (M-Key), PCIe-Steckkarte |
Zusammenhänge:
- SATA: Wurde für drehende Festplatten entworfen (AHCI-Protokoll). Mit SSDs wird die Schnittstelle zum Flaschenhals bei ~550 MB/s.
- PCIe: Allgemeiner Bus, in Generationen (3.0, 4.0, 5.0, 6.0), jede verdoppelt die Rate. Lanes (Spuren) werden gebündelt: x4 = vier Spuren.
- NVMe (Non-Volatile Memory Express): Protokoll, das den Zugriff auf Flash viel direkter und paralleler regelt als AHCI. Läuft über PCIe, daher erreichen NVMe-SSDs 3 – 14 GB/s.
- M.2: Nur der Steckplatz/Formfaktor (kleine Platine). Kann SATA oder PCIe/NVMe führen, erkennbar an Kerben (B-Key, M-Key). Vor dem Kauf prüfen, was das Mainboard unterstützt.
Entscheidungshilfe:
- Altes System, Notebook ohne M.2-NVMe: SATA-SSD, immer noch ein großer Sprung gegenüber HDD.
- Neues System: NVMe-PCIe 4.0-SSD als Systemlaufwerk.
- Große Daten/Archive: HDD an SATA.
- In der Praxis spürt man im Alltag zwischen SATA-SSD und NVMe weniger als zwischen HDD und SSD. Bei großen Dateien oder Spielen sind NVMe-Laufwerke schneller.
Kühlung: Schnelle NVMe-Laufwerke werden heiß (Throttling), Kühlkörper helfen.