SSD 的 PCIe 代次

每一代 PCIe 都把一条通道的传输量翻倍。更新的硬盘在更旧的插槽中会以更旧插槽的速度运行，所以代次从来不是兼容性问题。问题只在于你是否移动了足够多的大文件，用得上你为之付费的余量。

更新的 PCIe 代次能给你带来什么

PCIe 通过通道（lane）传输数据，一条通道就是每个方向上的一对差分信号线。一个 M.2 插槽最多容纳四条通道。代次决定每条通道的传输速度；通道数量决定同时有多少条在传输。链路承载的数据量是两者的乘积。

Gen 3 每通道以 8 GT/s 传输，Gen 4 为 16，Gen 5 为 32。这些并不全是你的数据。PCIe 把每 128 位有效载荷打包成 130 位的数据块，这大约损失了线路带宽的百分之一点五。剩下的是：Gen 3 每通道略低于 1 GB/s，Gen 4 略低于 2，Gen 5 略低于 4。四条通道加起来，就是略低于 4、8 和 16 GB/s。每个数字都是单向的；同一时间链路在另一个方向还能承载同样多的数据。

从 Gen 3 开始，翻倍是精确的而不是近似的，这使通道数和代次可以相互换算。两条 Gen 4 通道承载的数据量等于四条 Gen 3 通道。两条 Gen 5 通道承载的数据量等于四条 Gen 4 通道。

这些是链路上的上限，不是硬盘能实际达到的速度。一块硬盘的标称低于其代次的上限，而你能看到的实际速度又低于其标称。SSD 速度数字真正告诉你的东西 讲了这三者之间的差距。

更新的硬盘能在更旧的插槽中工作吗

能，反过来也一样，不需要转接器，也不需要配置任何东西。当硬盘和插槽接通时，它们会协商——这个过程叫链路训练（link training）——并确定两端都支持的最快速度，以及两端都接好的最宽链路。Gen 5 硬盘插在 Gen 4 插槽中会以 Gen 4 的速度运行。Gen 3 硬盘插在 Gen 5 插槽中会以 Gen 3 的速度运行，无论哪种情况，硬盘都能正常识别。代次只决定你买到的东西你能用上多少。

最容易让人上当的是宽度而不是速度。一个 M.2 插槽最多支持四条通道，但主板给它接通多少条是主板厂商的决定，而且无论哪种情况，接口看起来都一样。轻薄笔记本和第二个 M.2 插槽常常只接了两条。硬盘能工作，只是带宽只有全宽链路的一半。M.2 尺寸与 SSD 形态规格 讲了如何读插槽的防呆缺口，以及为什么缺口说明的是这类插槽可以呈现什么，而不是它背后实际接了什么。

这正是精确翻倍派上用场的地方。在两通道链路上，一块 Gen 4 硬盘承载的数据量等于 Gen 3 硬盘在四通道上承载的。为窄插槽买更新的一代，只是把宽度夺走的部分买回来，仅此而已。看文档时既要看代次，也要看通道数。一个标为 Gen 4 x2 的插槽同时告诉了你这两点。

额外的带宽实际上在哪里体现

在足够长、足以让链路持续满载的传输中。在两块快速硬盘之间复制大文件、恢复备份镜像、从存储卡导出素材：这些都是单条数据流，速度取决于路径中最慢的链路，而抬高上限就会抬高这些速度。

在别的东西才是瓶颈的地方，它不会显现——而通常瓶颈正是别的东西。小而分散的读取受延迟限制，而不是带宽。复制路径的另一端常常才是制约——网络共享、USB 硬盘盒、机械硬盘——任何插槽都改变不了另一端能提供什么。一次长写入可能在中途掉到硬盘自身的持续速率，远低于任何上限。

把上限当作一种许可，而不是一种承诺。硬盘、工作负载和传输的另一端决定在上限之下实际发生什么。

为什么更快的硬盘更热并自我降速

以两倍的速度传输信号，链路两端都要消耗更多功率，而负责调度的主控也有自己的功耗预算。这些功率以热的形式散发出来，来自一块邮票大小的封装，位于没有风扇的主板上。更新的代次因此更热，每一代都会拉大差距。

主控在过热时通过降速来保护自己，这就是热降速（thermal throttling）。短传输在硬盘热起来之前就结束了，所以降速恰恰出现在那种长时间的持续复制中——而那正是你买这些带宽的原因。在这种负载下，一块发热的硬盘可能比一块更凉、标称更慢的硬盘完成得更晚。

这就是为什么快速硬盘和散热片总是结伴出现，也是为什么许多主板现在自带 M.2 盖板。一块特定的硬盘是否需要散热片，取决于这块硬盘本身和它周围的空气。它随附的散热片能否装进你的机器是另一个问题，而这个问题正是让硬盘被退回的原因。

什么时候值得为更新的代次付钱

从你实际会做的传输倒推。如果你大多数星期都要在两块快速硬盘之间一次移动几十 GB 的数据，那么链路就是这件事耗时多久的上限，更高的上限能把时间买回来。如果你最大的一次例行传输是下载一个游戏，那么下载速度才是限制。

价格是另一半。在售的最新代次因为最新而带有溢价，它下面的一代才是走量和定价锐利的位置。这种关系会迁移，而不是永远挂在一个数字上：今天处于顶端的，日后会变成合理的中间档。

更值得做的比较是和容量比，因为两者争夺的是同一笔预算，而且容量更难回头——改容量意味着搬移操作系统。低一代但更大的硬盘，通常胜过顶配里更小的硬盘。如何选择 SSD 把适配、容量、速度和价格按决定顺序排好。

如果你要填的插槽落后了一两代，这个问题基本上自己就有答案了。更新的硬盘能工作，但以插槽的速度运行，买一块更新的硬盘是在赌你下一台机器。

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