SATA vs. PCIe: a diferença importante que você precisa saber

No cenário em constante evolução do hardware de computador, as interfaces de armazenamento desempenham um papel crucial na determinação da velocidade, eficiência e desempenho geral dos dispositivos de armazenamento. Dois concorrentes principais nesta área são SATA (Serial ATA) e PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). Compreender as diferenças, vantagens e limitações destas interfaces é essencial para os utilizadores que procuram tomar decisões informadas sobre as suas soluções de armazenamento.

Veja como distinguir as duas opções de armazenamento por tamanho, velocidade, desempenho e custo.

Conector e tamanho

Embora SATA e PCIe sejam comumente associados às unidades que suportam, é importante reconhecer que esses termos se referem às próprias tecnologias de interface. SATA é caracterizado por um pequeno conector em forma de L que tem sido amplamente utilizado para conectar várias unidades, incluindo unidades ópticas, discos rígidos e SSDs, a placas-mãe. Este conector é acompanhado por um conector secundário mais longo em forma de L que fornece energia ao dispositivo conectado.

Os discos rígidos SATA estão disponíveis em tamanhos de 3,5 e 2,5 polegadas, enquanto os SSDs SATA são normalmente limitados ao formato de 2,5 polegadas. Ao longo dos anos, o SATA passou por múltiplas gerações de desenvolvimento, sendo o SATA III o mais predominante atualmente, servindo como interface padrão para discos rígidos modernos e SSDs convencionais.

Por outro lado, PCIe, ou PCI Express, é uma interface versátil encontrada em placas-mãe modernas, oferecendo soquetes de vários tamanhos para componentes como placas gráficas e portas menores para placas adicionais, como portas Wi-Fi e USB. A largura de banda do PCIe pode variar, variando de x1 para conexões menores e menos capazes a x16 para conexões maiores com maior largura de banda disponível.

SSDs PCIe podem ser conectados diretamente em slots PCIe, geralmente utilizando o tipo de conector NVM Express (NVMe). Essas unidades têm normalmente um terço do tamanho de uma placa gráfica padrão. Ambas as interfaces SATA e PCIe podem empregar o tipo de conector M.2, embora as unidades PCIe sejam mais predominantes neste formato. As unidades M.2 são compactas e finas, encostadas na placa-mãe sem a necessidade de energia adicional. As unidades M.2 de alto desempenho podem incluir dissipadores e dissipadores de calor para manter temperaturas operacionais seguras.

Seja utilizando o tipo de conector M.2 ou NVMe, as unidades PCIe podem suportar diferentes gerações de PCI Express. Embora o PCIe 3.0 seja o mais comum, a introdução do PCIe 4.0, como visto nas placas-mãe x570 da AMD, oferece o dobro da largura de banda (16 GBps), permitindo unidades mais rápidas e eficientes.

Desempenho

Cada unidade é caracterizada por suas métricas de desempenho, mas os formatos SATA e PCIe têm suas limitações de desempenho. As unidades SATA III são principalmente restritas a uma velocidade máxima sustentada de leitura e/ou gravação de 6 Gbps, equivalente a aproximadamente 550 MBps. Embora um disco rígido SATA possa não atingir tais velocidades, os SSDs SATA III, como o impressionante Samsung 860 Evo, podem atingir confortavelmente esse limite em testes sintéticos.

É crucial observar que poucas unidades atingem essas velocidades em cenários do mundo real, pois o uso prático pode diferir devido a variações nos tamanhos e composições dos arquivos que afetam as velocidades de leitura e gravação. Os SSDs M.2 que empregam o protocolo SATA aderem a essas mesmas restrições de velocidade, enfatizando a necessidade de uma unidade PCIe M.2 se velocidades mais altas forem desejadas.

Observação: Poucas unidades atingirão essas velocidades no uso no mundo real, pois esse é o máximo prático que a unidade pode atingir, e as diferenças nos tamanhos e na composição dos arquivos podem afetar as velocidades de leitura e gravação na prática.

Essas mesmas velocidades se aplicam a SSDs M.2 que utilizam o protocolo SATA, portanto, tome cuidado com isso ao comprar uma unidade M.2. Se quiser maior velocidade, você precisa de uma unidade PCIe M.2, não de uma unidade SATA M.2.

As unidades PCIe, quer utilizem o padrão de conector M.2 ou NVMe, oferecem maior velocidade, mas ainda são regidas pela velocidade do chip de memória na unidade e pela geração PCI-Express para a qual foram projetadas. As unidades PCIe 3.0 normalmente apresentam uma velocidade máxima sustentada de leitura/gravação de 3.500 MBps, enquanto as unidades PCIe 4.0 elevam o padrão com uma velocidade máxima típica de leitura/gravação sustentada de até 7.000 MBps. Também estamos recebendo unidades PCIe 5.0 de próxima geração que pretendem ir além de 10.000 MBps.

No entanto, essas velocidades raramente são alcançadas em cenários do mundo real, com as unidades PCIe 3.0 geralmente alcançando cerca de 2.500 MBps de leitura sustentada em testes sintéticos, e as unidades PCIe 4.0 mais avançadas fornecendo aproximadamente 6.500 MBps de leitura sustentada. Existem casos excepcionais em que unidades projetadas para data centers de alta velocidade podem oferecer velocidades de leitura superiores a 7 GBps e velocidades de gravação sustentadas de 6 GBps, embora a um preço raro e premium.

Métricas de desempenho adicionais, como velocidades aleatórias de leitura e gravação, apresentam menos disparidade entre unidades SATA e PCIe. Embora as unidades PCIe possam promover velocidades de leitura/gravação aleatórias três a cinco vezes maiores do que suas contrapartes SATA, a melhoria no mundo real geralmente se traduz em um aprimoramento mais modesto de duas a três vezes, especialmente em transferências mais longas. Nas transferências breves, a disparidade de desempenho diminui significativamente.

A diferença tangível na sensação desses tipos de unidades durante o uso depende muito dos requisitos de sistema do usuário. Embora uma unidade NVMe ou M.2 PCIe rápida possa acelerar marginalmente o carregamento do jogo e os tempos de inicialização do Windows em comparação com um SSD SATA, a diferença perceptível não é substancial. Notavelmente, se transferências frequentes de grandes arquivos fizerem parte da rotina, a disparidade se tornará mais perceptível.

Em termos práticos, o salto no desempenho no mundo real é mais evidente na transição de um disco rígido para um SSD (mesmo de SATA para SATA) do que na atualização de um SSD SATA para um SSD PCIe.

Custo

Devido ao seu tamanho compacto e maior potencial de desempenho, as unidades PCIe tendem a ter um custo mais elevado em comparação com as suas contrapartes SATA. A diferença de preço nem sempre é significativa; por exemplo, pode haver apenas uma diferença de aproximadamente US$ 30 entre o SSD Samsung 870 Evo SATA de 500 GB e o SSD Samsung 970 Evo PCIe M.2 de 500 GB.

No entanto, certas unidades podem ser notavelmente caras. Por exemplo, a unidade 905P 960GB baseada em Optane da Intel pode exceder o custo de mais de cinco unidades PCIe médias de 1 TB combinadas.