高级主机控制器接口 (AHCI) 是英特尔定义的一项技术标准，它以非特定于实现的方式在其主板芯片组中指定串行 ATA (SATA) 主机控制器的操作，同时 SATA，全串行高级技术附件，统称为串行 ATA，用于在计算机的中央电路卡和存储设备之间传输数据的副学士学位接口。 SATA 取代了长期存在的 PATA（并行 ATA）接口。
AHCI 与 SATA
AHCI 和 SATA 之间的主要区别在于 SATA 是一种串行 ATA 接口，旨在将老化的 PATA 技术与高级主机控制器接口或普通的 AHCI 接口进行交换，它是一种新的编程标准，它定义了一种全新的模式SATA 操作增加了两个附加功能； NCQ 和热插拔。
AHCI（高级主机控制器接口）和 SATA（串行高级技术附件）是计算机存储的两个不同但相互关联的方面。 AHCI 用作管理操作系统和存储控制器之间的通信的协议，该协议管理 CPU 和硬盘驱动器 (HDD) 和固态驱动器 (SSD) 等存储设备之间的数据传输。
其主要目的是优化这些设备的可访问性和控制，利用本机命令队列 (NCQ) 等功能来提高数据访问效率。 AHCI 用途广泛，兼容 HDD 和 SSD，甚至支持热插拔，允许在计算机运行时更换驱动器。然而，现代 SSD 可能无法充分利用 AHCI 的性能潜力，从而推动了对 NVMe 等更快协议的需求。
相比之下，SATA 是一种硬件接口标准，它规定了将存储设备（包括 HDD、SSD 和光驱）连接到计算机主板的物理连接器、电缆和电气规格。 SATA 定义了数据传输速率，SATA I、SATA II 和 SATA III 等不同版本提供不同的速度。
虽然某些 SATA 实现可能支持热插拔，但此功能取决于特定的硬件和配置。 SATA可以与不同的协议一起使用，包括AHCI和NVMe，使其能够适应各种存储设备类型和性能要求。 本质上，AHCI 和 SATA 协同工作，SATA 提供物理连接，而 AHCI 控制 CPU 和存储设备之间的数据传输和管理方式。
AHCI与SATA对比表
| 比较参数 | AHCI | 的SATA |
|---|---|---|
| 定义 | AHCI 是一种协议，定义计算机操作系统与硬盘驱动器和 SSD 存储控制器之间的接口。 | SATA 是一种硬件接口标准，用于将硬盘驱动器和 SSD 等存储设备连接到计算机主板。 |
| 兼容性 | AHCI 与 HDD（硬盘驱动器）和 SSD（固态驱动器）兼容。 | SATA 是一种物理连接器和接口标准，主要用于 HDD 和 SSD。 |
| 性能 | AHCI 提供良好的性能和功能，例如用于优化磁盘访问的本机命令队列 (NCQ)。 | SATA作为一种硬件接口，可以支持多种版本，包括SATA I、SATA II和SATA III，提供不同级别的性能。 |
| 可扩展性 | AHCI 在可扩展性方面受到限制，可能无法充分发挥现代 SSD 的性能潜力。 | SATA III (6 Gbps) 是最快的 SATA 版本，为 SSD 提供良好的可扩展性，但对于高速 SSD 可能仍然存在限制。 |
| 热插拔 | AHCI 支持热插拔，允许您在系统运行时更换驱动器（例如，在 RAID 配置中）。 | SATA 通过正确的硬件和配置支持热插拔，但可能并非在所有系统上都可用。 |
| 命令排队 | AHCI 支持本机命令队列 (NCQ) 以优化 I/O 请求以提高性能。 | SATA 还支持 NCQ，但有效性可能会因特定驱动器和控制器而异。 |
| 操作系统支持 | AHCI 受到大多数现代操作系统的良好支持，包括 Windows、Linux 和 macOS。 | SATA 受到所有主要操作系统的支持，并且具有广泛的兼容性。 |
| 用例 | AHCI 适用于通用计算，常用于消费类和商用计算机。 | SATA 用于将存储设备连接到各种计算设备（包括台式机和笔记本电脑）的主板。 |
| 现代替代品 | NVMe（非易失性内存 Express）是一种较新的协议，可提供比 AHCI 高得多的性能，尤其是对于 SSD。 | NVMe 是高性能 SSD 的 AHCI 和 SATA 的替代品，提供更快的速度和更低的延迟。 |
什么是 AHCI？
AHCI 代表高级主机控制器接口，是计算中使用的一种技术标准和协议，用于促进计算机中央处理单元 (CPU) 与硬盘驱动器 (HDD) 和固态驱动器 (SSD) 等存储设备之间的通信。 它作为一种接口规范，允许操作系统与主板上的存储控制器交互并控制其功能。
AHCI 的主要功能和方面包括：
- 改进的性能： AHCI 通过启用本机命令队列 (NCQ) 等功能来增强存储设备的性能，该功能可优化数据请求的处理顺序、减少延迟并提高数据吞吐量。
- 热插拔： AHCI 支持热插拔，这意味着您可以在计算机运行时连接或断开存储设备。 此功能在企业环境和 RAID 配置中特别有用。
- 即插即用： AHCI 与即插即用标准兼容，可以更轻松地在计算机上安装和配置存储设备。
- 操作系统支持： AHCI 受到 Windows、Linux 和 macOS 等现代操作系统的广泛支持。 这确保了广泛用户的兼容性和易用性。
- 兼容性： AHCI 与 HDD 和 SSD 兼容，使其成为各种存储设备的通用接口。
虽然 AHCI 多年来一直是一种可靠且广泛采用的接口，但它也有局限性，特别是在充分利用现代 SSD 的高速功能时。 因此，NVMe（非易失性内存 Express）等更新的协议应运而生，以满足存储接口更高性能的需求。
什么是 SATA？
SATA（串行高级技术附件）是一种广泛使用的硬件接口标准，有助于将硬盘驱动器 (HDD) 和固态驱动器 (SSD) 等存储设备连接到计算机主板。 它在很大程度上取代了旧的并行 ATA (PATA) 标准，具有多种优势，包括更快的数据传输速率和更细、更灵活的电缆。
SATA 的主要特性和方面包括：
- 速度和版本： SATA 有多个版本，包括 SATA I (1.5 Gbps)、SATA II (3 Gbps) 和 SATA III (6 Gbps)。 这些版本提供不同的数据传输速度，其中 SATA III 是最快的。
- 兼容性： SATA 与多种存储设备兼容，适合连接 HDD、SSD、光驱（CD/DVD/蓝光）和其他 SATA 兼容硬件。
- 细电缆： SATA 电缆纤细且柔韧，可改善计算机机箱内的气流并减少杂乱。 这与旧 PATA 连接中使用的更宽的带状电缆形成鲜明对比。
- 热插拔： SATA 支持热插拔，这意味着可以在计算机运行时添加或删除设备，前提是硬件和操作系统支持此功能。
- 即插即用： SATA 设备由操作系统自动识别和配置，使安装和设置相对简单。
- 电源效率： SATA 设备具有省电机制，有助于降低能耗并延长笔记本电脑等便携式设备的使用寿命。
多年来，SATA 一直是大多数消费类和商用计算机中连接存储设备的标准接口。 虽然高性能 SSD 表现良好，但它推动了对更快接口的需求，从而导致了 NVMe（非易失性内存 Express）等协议的开发，以实现最大速度和效率。
AHCI 和 SATA 之间的主要区别
AHCI：
- AHCI 是一种协议或接口标准，定义操作系统如何与存储控制器通信。
- 它专注于优化存储设备的通信和控制。
- AHCI 支持本机命令队列 (NCQ) 等功能来提高存储设备性能。
- 它与 HDD 和 SSD 兼容。
- AHCI 支持热插拔，允许在系统运行时更换驱动器。
- 现代 SSD 可能无法充分利用 AHCI 的性能潜力。
SATA：
- SATA 是一种用于将存储设备连接到计算机主板的硬件接口标准。
- 它指定用于连接存储设备的物理连接器和电缆。
- SATA 定义了数据传输速率（例如，6 Gbps 的SATA III）。
- SATA 与 HDD、SSD 和光驱兼容。
- SATA可能支持热插拔，但此功能取决于具体的硬件和配置。
- 根据具体的存储设备和控制器，SATA 可与各种协议一起使用，包括 AHCI 和 NVMe。
参考资料
- https://sata-io.org/sites/default/files/images/NVMe_and_AHCI_as_SATA_Express_Interface_Options_final.pdf
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2631-8695/ac44fd/meta?casa_token=Gs7BrELtp5QAAAAA:QZNtCAneIk4R8CH77ZU7-AI9kLWoaYzuuVZALaVgc7ZsftgBFAamTW0MVwU0HM0IDaKaDPURysCHXHUW
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