SATA vs. PCIe : les différences que vous devriez connaître

Les interfaces de stockage jouent un rôle primordial dans le monde en perpétuelle évolution des composants d’ordinateur, puisqu’elles déterminent la vitesse, l’efficacité et les performances globales des pièces de stockage de l’ordinateur. Dans ce domaine, les deux principaux concurrents sont la SATA (Serial ATA) et la PCIe (Peripheral Component Interconnect Express). Comprendre les différences, les avantages et les limites de chacune de ses interfaces est essentiel pour tous les utilisateurs qui souhaitent prendre des décisions réfléchies sur leurs options de stockage.

Voici comment faire un choix entre ces options par leur taille, leur vitesse, leurs performances et leur prix.

Connecteurs et dimensions

Alors que les interfaces SATA et PCIe sont habituellement associées aux disques qu’elles supportent, il est important de se rappeler que ces termes définissent plus précisément la technologie d’interface utilisée. La SATA est reconnaissable grâce à son connecteur en forme de L, très utilisé pour différents types de disques, comme des lecteurs de disques optiques, des disques durs et des SSD, afin de les connecter à la carte mère. Ce connecteur est accompagné d’un second connecteur en forme de L, plus grand cette fois-ci, qui fournit l’énergie nécessaire à l’appareil connecté.

Les disques durs SATA sont disponibles à la fois en 3,5 pouces et 2,5 pouces, alors que les SSD SATA quant à eux sont généralement uniquement trouvables en 2,5 pouces. Au fil des générations, SATA a connu de nombreuses évolutions, SATA III étant la plus répandue aujourd’hui et servant d’interface standard pour les disques durs modernes et les SSD grand public.

De son côté, PCIe, ou PCI Express, est une interface polyvalente que l’on trouve sur la plupart des cartes mères récentes. Elle offre des sockets de différentes tailles pour des composants tels que les cartes graphiques, ainsi que des ports plus petits pour des cartes additionnelles telles que les cartes Wi-Fi et les ports USB. La bande passante proposée par l’interface PCIe peut varier, allant de x1 pour les connexions plus petites et moins performantes, jusqu’à x16 pour les connexions plus importantes avec une plus grande bande passante disponible.

Les SSD PCIe peuvent se brancher directement dans les emplacements PCIe, en utilisant le plus souvent le modèle de connecteur NVM Express (NVMe). Ces disques font généralement un tiers de la taille d’une carte graphique standard. La SATA et la PCIe peuvent toutes deux être utilisées avec des connecteurs M.2, bien que les disques PCIe soient les plus répandus sous cette forme. Les disques M.2, compacts et minces, peuvent être posés directement contre la carte mère sans besoin d’énergie supplémentaire. Les SSD M.2 haut de gamme incluent également parfois des dissipateurs et répétiteurs thermiques afin de ne pas créer de risque de surchauffe.

Que ce soit en utilisant des connecteurs M.2 ou NVMe, les disques PCIe peuvent prendre en charge différentes générations de PCI Express. Bien que la norme PCIe 3.0 soit la plus courante, l’introduction de la norme PCIe 4.0, telle qu’elle figure sur les cartes mères x570 d’AMD, offre une bande passante deux fois plus élevée (16 Go/s), qui permet aux disques d’être plus rapides et plus performants.

Performances

Chaque disque est jugé par ses performances, mais les formats SATA et PCIe ont tous deux leurs limites. Les disques dotés de l’interface SATA III sont limités à une vitesse maximale de lecture et d’écriture de 6 Go/s, ce qui est donc équivalent à environ 550 Mo/s. Tandis qu’un disque dur SATA peinerait à atteindre de telles vitesses, les SSD SATA III, comme l’impressionnant Samsung 860 Evo, peuvent aisément atteindre ces résultats dans des tests.

Il est crucial de noter que la plupart des disques ne peuvent pas offrir ces vitesses dans des conditions d’utilisation réelles, puisque ces conditions changent perpétuellement en fonction de la taille et de la composition des fichiers, ce qui impacte les vitesses de lecture et d’écriture. Les SSD M.2 utilisant le protocole SATA subissent les mêmes contraintes, ce qui rend la possession d’un disque M.2 PCIe obligatoire si vous souhaitez obtenir des vitesses plus rapides.

Note : Peu de disques sont capables d’atteindre de telles vitesses dans des conditions réelles, puisque c’est la vitesse maximale théorique du disque qui est indiquée. Dans les faits, la taille et la composition des différents fichiers manipulés impactent considérablement les vitesses de lecture et d’écriture.

Ces mêmes vitesses s’appliquent également aux SSD M.2 dotés du protocole SATA. Faites donc très attention lors de l’achat d’un disque M.2, puisque vous devrez absolument opter pour une interface PCIe sur votre disque M.2 si vous souhaitez avoir de meilleurs résultats, et non un disque SATA M.2.

Les disques PCIe, qu’ils utilisent la norme de connecteur M.2 ou NVMe, offrent de meilleures performances dans ce domaine, mais sont toujours soumis à la vitesse de la puce mémoire du disque et à la génération PCI-Express pour laquelle ils ont été conçus. Les disques PCIe 3.0 atteignent une vitesse maximale de lecture et d’écriture de 3 500 Mo/s, là où les PCIe 4.0 sont capables d’aller jusqu’à une vitesse maximale d’écriture et de lecture de 7 000 Mo/s. Enfin, la prochaine génération de disques PCIe 5.0 pourrait atteindre la barre des 10 000 Mo/s.

Cependant, comme nous l’avions écrit précédemment, ces résultats ne sont que rarement obtenus en conditions réelles. En termes de lecture, le PCIe 3.0 obtient une moyenne à 2 500 Mo/s, et le PCIe 4.0 quant à lui se stabilise à environ 6 500 Mo/s de lecture. Dans certains cas exceptionnels, les disques conçus spécifiquement pour le transfert de données peuvent offrir des vitesses de lecture dépassant les 7 Go/s et jusqu’à 6 Go/s en ce qui concerne l’écriture. Néanmoins, ces performances sont rares et très coûteuses.

Des indicateurs de performances supplémentaires, comme les vitesses d’écriture et de lecture aléatoires, montrent des résultats plus homogènes entre les disques SATA et PCIe. Si les disques PCIe peuvent vanter des vitesses de lecture et d’écriture aléatoires trois à cinq fois supérieures à celles de leurs homologues SATA, en réalité, cette différence est moins flagrante, allant de deux à trois fois supérieure, en particulier pour les transferts plus volumineux. Dans des transferts rapides, le fossé se creuse significativement.

La différence concrète de ressenti dans l’utilisation de ces disques dépend fortement des exigences du système de l’utilisateur. Bien qu’un disque NVMe ou M.2 performant puisse rendre les chargements de jeu ou le lancement de Windows plus rapide qu’avec un SSD SATA, la différence perceptible n’est pas immense. En revanche, cette différence de vitesse est bien plus notable avec des manipulations régulières de fichiers volumineux.

En d’autres termes, la différence de performances est beaucoup plus notable lorsque l’on passe d’un disque dur à un disque SSD (y compris de SATA à SATA), plutôt que lorsque l’on passe d’un SSD SATA à un SSD PCIe.

Prix

À cause de leur taille compacte et de leur plus haut potentiel de performances, les disques PCIe sont généralement mis en vente à un prix plus élevé que leurs homologues SATA. Notez tout de même que la différence de prix n’est pas toujours immense. Par exemple, elle est d’environ 30$ entre le SSD SATA Samsung 870 Evo 500 Go et le SSD PCIe M.2 Samsung 970 Evo 500 Go.

Malgré tout, certains disques peuvent être excessivement chers, comme le Intel Optane-based 905P 960 Go qui coûte le prix de cinq disques PCIe moyens de 1 To combinés.