M.2、PCIe 和 NVMe 的定义和区别

资料来源：维基百科，电商平台等

结论

基于阅读的资料，对三者之间的关系，总结为如下层次结构：

M.2

M.2定义了计算机内部扩展卡的外观尺寸和电气接口规范。

外观尺寸：
M.2模块的外形是长方形，在短边一侧有一个连接器（台湾俗称“金手指”，有最多67针的75个点位，0.5毫米间距，各针分布在PCB的两侧），并在另一侧短边的中心有一个半圆形安装固定孔。如图：

连接器有三种防呆设计，B key、 M Key 和 B&M Key。上图 980 PRO 采用M Key 防呆设计，也是市场上固态硬盘目前最常用的防呆设计。防呆的目的是防止用户将固态硬盘正反面插反，导致电路正负极短路。

对于固态硬盘适用的 M.2 模块，最常见的尺寸为 22mm (宽) x30mm (长)、22mm x 42mm、22mm x 60mm、22mm x 80mm 和 22mm x 110mm。这些扩展卡将会依据上述尺寸简称为：2230、2242、2260、2280 和 22110。其中M.2 2280 尺寸固态硬盘最为常见。

电气接口规范：
连接器上的各引脚额定 50V 和 0.5A，并且连接器本身要求耐受最低60次拔插。

PCIe

PCI Express，Peripheral Component Interconnect Express，简称PCI-E，官方简称PCIe，是计算机总线的一个分支，它构建了更加高速的串行通信系统标准。PCIe仅应用于内部互连。

外观尺寸：
在MSI B550m 主板上有两类PCIe接口，PCIe x4 和 PCIe x16。PCIe x16专为显卡设计，PCIe x4 可以连接网卡或声卡。其中 16 和 4 指的是数据传输通道数量。

显卡 PCIe x16 如下图：

声卡和网卡 PCIe x4 如下图：

PCIe通道：
常见主板中 PCIe x4 接口主要用来接声卡和网卡，引脚pin总数为64。PCIe x16 接口主要用来接显卡，引脚pin总数为164。从主板上直观来看，PCIe x16 比 PCIe x4 要长几倍。

PCIe 引脚定义：
PCIe x16 对应82个引脚，如果只使用前32个引脚，那么就可以当做PCIe x4来使用。

PCIe版本：
PCIe 主流版本为 3.0，目前已有部分显卡和固态硬盘支持 PCIe 4.0。从下表观察，显然 PCIe 4.0 数据传输速度更快。

NVMe

NVM Express（缩写NVMe），或称非易失性内存主机控制器接口规范。它用于访问通过 PCIe 总线附加的非易失性存储器介质，例如固态硬盘。NVMe是一种协议，是一组允许SSD使用PCIe总线的软硬件标准；而PCIe是实际的物理连接通道。以前的固态硬件叫 PCIe x.0 M.2，现在的固态硬盘叫 PCIe x.0 NVMe M.2。

NVM代表非易失性存储器（non-volatile memory）的首字母缩略字，这是固态硬盘（SSD）的常见的闪存形式。NVMe 协议专为固态硬盘设计，令主机硬件和软件可以充分利用固态存储设备的并行化存储能力。

相比此前机械硬盘驱动器（HDD）时代的AHCI（SATA下的协议），NVMe降低了I/O操作等待时间、提升同一时间内的操作数、具有更大容量的操作队列等。AHCI（Advanced Host Controller Interface），中文名为高级主机控制器接口，是由英特尔制定的技术标准，允许软件与SATA存储设备沟通的硬件机制，可让SATA存储设备激活高级SATA功能，例如原生指令队列及热插拔。目前绝大多数SATA硬盘都支持AHCI。