1 前情提要
当时购买工作站时不是自己挑选的配置，总价2万的工作站（Dell Precision 5820）竟然只给配了一块4T的希捷企业级机械硬盘，唉……本人日常是通过局域网内的远程桌面控制工作站的（参考），在日常使用中可以感受到机械硬盘读取速率导致的画面卡顿，而且，在跑视觉算法时经常是硬盘读取速度限制了算法的运行速度；再加上有一次在工作站运行时摔倒了一次，当时就连续多次启动失败，还好后来重新插拔硬盘后又可以正常运行了，但从那以后我就觉得这个硬盘不太可靠了，进一步增加了自己要换硬盘的信念。最近正好赶上实验室配件购买，所以就决定升级一下内存并更换这块不靠谱的硬盘。
更换SSD硬盘有两种选择：当前常见的NVME M2 SSD，或者是SATA3 企业级固态硬盘，考虑到企业级固态硬盘的超高售价以及提升不大的读取速度，决定选择使用M2 SSD硬盘，日常记得常做数据备份就可以。当时工作站到手的时候就拆机看了，主板上没有M2接口的硬盘位，要想使用M2硬盘有两种方案：方案一是使用官方的PCIe SSD FlexBay套件：
该方案优点是可以实现NVME硬盘的热插拔，而且位于硬盘仓位里，有系统风扇可以提供散热；缺点是，咨询了Dell的代理商，该方案由于售价高（上千元）、操作麻烦已经基本被弃用了，他们自己都不用这种方案，而是使用PCIe转接卡，这就是所谓的方案二。使用PCIe转接卡方案的优势是价格低（几十元）、操作便捷，但缺点就是散热问题，不仅没有系统风扇直接降温，而且还离显卡更近；此外，还需要确认主板支持NVME硬盘启动，这个已经跟代理商沟通过没问题的。最终，权衡之后选择使用方案二。
2 材料准备
转接卡使用的是绿联单盘位转接卡，最高支持32Gbps的传输速度（应该是PCIe3.0 x4）。但是要是要让我重新选的话，我不会选这个转接卡了，因为其硬盘固定方式不可靠，它是通过一个螺栓将硬盘卡在转接卡上，而不是常规使用螺丝帽来固定的，如下图所示：
由于该螺栓中间空隙的高度与硬盘厚度并不一致，导致硬盘按照这种方式安装后可以上下晃动，虽然不至于影响金手指处的连接，但是总觉得不靠谱；因此本人没有按照这种图示的方式进行连接，而是将螺栓放置到背面，仍使用传统的螺丝帽固定硬盘，毫不松动、非常可靠。
至于硬盘，本想选择与机械硬盘一样存储容量的型号，但是无奈三星4T硬盘当前价格已经到了2600左右（2024年11月），价格实在是有点难接受，只能购买2T版本的了；由于支持PCIe3.0的980型号当时京东上没有2T版本的，并考虑到硬盘的散热问题，所以最终选择了PCIe4.0版本的990PRO 散热片版：
这就是合体后的样子了：
3 硬盘克隆过程
在Windows系统下硬盘克隆是件很简单的事，有很多工具可以直接使用，如DiskGenius等；而在Ubuntu下，稍微会麻烦一点，有推荐使用台湾出品的Clonezilla（再生龙）软件的，也有推荐直接使用dd命令进行全文件复制的，大概看了一下不同方法的操作流程，最终决定使用更简单的dd命令进行操作，记录一下操作过程。
3.1 制作U盘启动盘
制作一个Ubuntu系统盘，可参考该教程使用Rufus制作；在这个时间里可以将转接卡安装到工作站中，注意查看PCIe通道数，这个绿联转接卡是4通道的；建议在一切操作之前备份重要数据。
3.2 旧硬盘瘦身
进入U盘启动模式，选择Try Ubuntu，注：本节后续的所有操作均是在该模式下进行的。
进入系统之后先查看现有的硬盘，使用sudo fdisk -l命令查看当前硬盘的分区以及类型（注：这是后期补的，操作过程中没有及时记录）：
1 | -❯ sudo fdisk -l |
可以看到分区类型为gpt，一共有5个分区，为/dev/sda1-/dev/sda5（原来的机械硬盘），分别对应efi、boot、swap、/和/home。要想进行克隆，则需要将新硬盘设置为完全相同的分区模式，此处使用Ubuntu自带的gparted对硬盘进行分区，此处的分区大小设置应与之前相同，但由于新硬盘小于旧硬盘，所以需要先对旧硬盘进行“瘦身”。
旧硬盘的“瘦身”也是通过gparted完成的，将未使用的分区进行压缩，本人当时是在/home下有大量的未占用空间，所以将其瘦身，直至新硬盘容量足以容纳现有的分区。（注：该过程对于机械硬盘来说处理时间较久，本人就曾因为时间过久以为卡死了，后来发现确实需要蛮长时间的）
3.3 硬盘克隆
新分区完之后就是简单的数据拷贝了，这里使用dd命令对各个分区的数据进行完全拷贝：
1 | dd if=/dev/sda1 of=/dev/nvme0n1p1 |
如果想查看拷贝进程，可以新开一个终端，输入以下命令：
1 | watch -n 5 killall -USR1 dd |
这样使用dd进行完全拷贝之后，会使得新硬盘的各个分区uuid与旧硬盘完全相同，如果想要新旧硬盘一起使用的话，就会出现问题，可以使用uuidgen命令更新新硬盘分区的uuid；而我是直接用旧硬盘替换新硬盘的，所以不存在这个问题。现在拔掉旧硬盘，重启电脑，设置启动顺序之后，就可以正常开机了，与旧硬盘下状态完全一样，不过速度已经起飞了。
4 NVME硬盘情况查看
使用dmesg查看PCIe接口设备的连接速度：
1 | -❯ sudo dmesg | grep Gb |
前两个是显卡，PCIe带宽为126.016 Gb/s，是PCIe3.0 x16速度，该显卡实际支持的是PCIe4.0 x16速度；第四个是新安装的NVMe硬盘，PCIe带宽为31.504 Gb/s，是是PCIe3.0 x4速度，该硬盘实际支持的是PCIe4.0 x4速度；PCIe版本速度对应情况查看该文章。使用Ubuntu自带的Disk软件检测读取速度：
使用nvme-cli工具查看硬盘实时状况：
1 | -❯ sudo nvme smart-log /dev/nvme0n1 |
至此，硬盘克隆过程结束。