SATA vs. PCIe: le differenze importanti che devi conoscere

Nel panorama dell’hardware informatico che si evolve di continuo, le interfacce di archiviazione giocano un ruolo cruciale nel determinare la velocità, l’efficienza e le prestazioni complessive dei dispositivi di archiviazione. Due principali contendenti in questo settore sono SATA (Serial ATA) e PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). Comprendere le differenze, i vantaggi e i limiti di queste interfacce è essenziale per gli utenti che cercano di prendere decisioni informate sulle loro soluzioni di archiviazione.

Ecco come distinguere le due opzioni di archiviazione per dimensioni, velocità, prestazioni e costo.

Connettore e dimensioni

Mentre SATA e PCIe sono comunemente associati alle unità che supportano, è importante riconoscere che questi termini si riferiscono alle tecnologie di interfaccia stesse. SATA è caratterizzato da un connettore a forma di “L” che è stato ampiamente utilizzato per collegare vari dispositivi, tra cui unità ottiche, hard disk e SSD, alle schede madri. Questo connettore è accompagnato da un connettore secondario più lungo a forma di “L” che fornisce alimentazione al dispositivo connesso.

Gli hard disk SATA sono disponibili sia nelle dimensioni da 3,5 pollici che da 2,5 pollici, mentre gli SSD SATA sono tipicamente limitati al formato da 2,5 pollici. Nel corso degli anni, SATA ha subito molteplici generazioni di sviluppo, con SATA III che è attualmente la più diffusa, fungendo da interfaccia standard per gli hard disk moderni e gli SSD di fascia media.

D’altro canto, PCIe, o PCI Express, è un’interfaccia versatile che si trova sulle schede madri moderne, offrendo prese di varie dimensioni per componenti come schede grafiche e porte più piccole per schede aggiuntive come quelle per Wi-Fi e porte USB. La larghezza di banda di PCIe può variare, da x1 per connessioni più piccole e meno potenti fino a x16 per connessioni più grandi con una maggiore larghezza di banda disponibile.

Gli SSD PCIe possono essere collegati direttamente agli slot PCIe, utilizzando spesso il tipo di connettore NVM Express (NVMe). Questi dischi sono tipicamente un terzo delle dimensioni di una scheda grafica standard. Entrambe le interfacce SATA e PCIe possono utilizzare il tipo di connettore M.2, sebbene gli SSD PCIe siano più comuni in questa forma. Gli SSD M.2 sono compatti e sottili, adagiandosi piatti sulla scheda madre senza necessità di alimentazione aggiuntiva. Gli SSD M.2 ad alte prestazioni possono includere dissipatori di calore per mantenere temperature operative sicure.

Se si utilizza il tipo di connettore M.2 o NVMe, gli SSD PCIe possono supportare diverse generazioni di PCI Express. Mentre PCIe 3.0 è il più comune, l’introduzione di PCIe 4.0, come visto nelle schede madri AMD x570, offre il doppio della larghezza di banda (16 GBps), consentendo unità più veloci ed efficienti.

Prestazioni

Ogni unità è caratterizzata dalle sue metriche di prestazione, ma sia i formati SATA che PCIe hanno i loro limiti di prestazioni. Le unità SATA III sono principalmente limitate a una velocità massima di lettura e/o scrittura sostenuta di 6Gbps, equivalente a circa 550MBps. Mentre un hard disk SATA potrebbe non raggiungere tali velocità, gli SSD SATA III, come l’impressionante Samsung 860 Evo, possono comodamente raggiungere questa soglia nei test sintetici.

È cruciale notare che poche unità raggiungono tali velocità in scenari reali, poiché l’uso pratico può differire a causa delle variazioni nelle dimensioni e composizioni dei file che influenzano le velocità di lettura e scrittura. Gli SSD M.2 che utilizzano il protocollo SATA sono soggetti agli stessi vincoli di velocità, sottolineando la necessità di un’unità M.2 PCIe se si desiderano velocità più elevate.

Nota bene: Poche unità raggiungeranno tali velocità nell’uso quotidiano, poiché questo è il massimo pratico che l’unità può raggiungere, e le differenze nelle dimensioni e nella composizione dei file possono influire sulle velocità di lettura e scrittura nella pratica.

Queste stesse velocità si applicano agli SSD M.2 che utilizzano il protocollo SATA; quindi, fai attenzione quando acquisti un’unità M.2. Se desideri una maggiore velocità, hai bisogno di un’unità M.2 PCIe, non un’unità M.2 SATA.

Le unità PCIe, che utilizzino lo standard di connettore M.2 o NVMe, offrono una velocità superiore ma sono comunque limitate dalla velocità del chip di memoria sull’unità e dalla generazione di PCI-Express per la quale sono progettate. Le unità PCIe 3.0 solitamente vantano una velocità massima sostenuta di lettura/scrittura di 3.500MBps, mentre le unità PCIe 4.0 alzano l’asticella con una velocità massima sostenuta tipica di lettura/scrittura fino a 7.000MBps. Stiamo assistendo anche alla prossima generazione di unità PCIe 5.0 che mirano a superare i 10.000MBps.

Tuttavia, tali velocità sono raramente realizzate in scenari del mondo reale, con le unità PCIe 3.0 che comunemente raggiungono circa 2.500MBps di lettura sostenuta nei test sintetici, e le più avanzate unità PCIe 4.0 che offrono circa 6.500MBps di lettura sostenuta. Esistono casi eccezionali in cui le unità progettate per i data center ad alta velocità possono offrire velocità di lettura superiori a 7GBps e velocità di scrittura sostenute di 6GBps, sebbene a un prezzo raro e premium.

Ulteriori metriche di prestazione, come velocità di lettura e scrittura casuali, mostrano meno disparità tra le unità SATA e PCIe. Mentre le unità PCIe possono vantare velocità di lettura/scrittura casuali da tre a cinque volte superiori rispetto alle loro controparti SATA, il miglioramento nel mondo reale si traduce spesso in un miglioramento più modesto di due o tre volte, particolarmente durante trasferimenti più lunghi. In trasferimenti brevi, la differenza di prestazioni si riduce significativamente.

La differenza tangibile nell’esperienza di utilizzo di questi tipi di unità dipende fortemente dai requisiti del sistema dell’utente. Mentre un’unità PCIe NVMe o M.2 rapida potrebbe accelerare marginalmente i tempi di caricamento dei giochi e di avvio di Windows rispetto a un SSD SATA, la differenza percettibile non è sostanziale. In particolare, se i trasferimenti frequenti di file di grandi dimensioni fanno parte della routine, la disparità diventa più evidente.

In termini pratici, il salto nelle prestazioni del mondo reale è più evidente durante la transizione da un hard disk a un SSD (anche da SATA a SATA) rispetto all’aggiornamento da un SSD SATA a un SSD PCIe.

Costo

A causa delle dimensioni compatte e del potenziale maggiore delle prestazioni, le unità PCIe tendono a costare di più rispetto alle loro controparti SATA. La differenza di prezzo non è sempre significativa; ad esempio, potrebbe esserci solo una differenza di circa $30 tra il Samsung 870 Evo SATA SSD da 500 GB e il Samsung 970 Evo PCIe M.2 SSD da 500 GB.

Tuttavia, alcune unità possono essere notevolmente costose. Ad esempio, l’unità Intel basata su Optane 905P da 960 GB potrebbe superare il costo di più di cinque unità PCIe medie da 1 TB combinate.