Виды m 2 ssd. Важные характеристики сверхбыстрого интерфейса M.2

Читайте о достоинствах и недостатках форм-фактора M.2, какие диски поддерживают M.2 слот, какие разъемы используют M.2 диски , что необходимо для установки M.2 карты, и т.д. M.2 это новый открытый формат для производительных компьютерных систем, но так ли все однозначно? Такие производители твердотельных SSD дисков , как Samsung, Intel, Plextor, Corsair, использует это формат для экономии места и затрат энергии. Это очень важные факторы при производстве современных ультрабуков и планшетов. Однако покупка накопителя с разъемом M.2 для апгрейда вашего устройства требует определенной предусмотрительности.

М.2 – это не просто эволюционный форм-фактор. Потенциально он должен полностью заменить весь формат Serial ATA. M.2 может взаимодействовать с SATA 3.0 (такими кабелями подключены все диски на современных настольных ПК), PCI Express 3.0 (этот интерфейс используется по умолчанию для видеокарт и других устройств) и даже USB 3.0.

Потенциально любой SSD или HDD диск, карта памяти или флешка, GPU или любой USB гаджет с низким энергопотреблением, могут быть установлены на карту c M.2 разъемом. Но не все так просто. Например, в одном слоте M.2 имеется только четыре полосы PCI Express, что составляет четверть от необходимого видеокартам числа, но гибкость в этом крошечном маленьком слоте впечатляет.

При использовании шины PCI вместо шины SATA устройства M.2 могут передавать данные быстрее чем в 6 раз. Конечная скорость зависит от возможностей материнской платы и самой карты M.2. SSD диск формата M.2 будет работать гораздо быстрее чем аналогичный SATA диск, если ваша материнская плата поддерживает PCI 3.

Какие диски поддерживают M.2 слот?

На данный момент M.2 используются в качестве интерфейса для сверх быстрых SSD дисков как на ноутбуках, так и на рабочих станциях. Если прейдёте в компьютерный магазин и спросите M.2 диск, то они почти наверняка покажут вам SSD с разъемом M.2. Но только если вы сможете найти магазин, торгующий компьютерами в розницу, который все еще работает в наше время.

Некоторые модели ноутбуков также используют порт M.2 в качестве средства беспроводного соединения, устанавливая крошечные низкомощные карты, которые объединяют Wi-Fi и Bluetooth-радио. Это менее распространено для настольных компьютеров, где удобнее использовать USB или PCIe 1x разъемы (хотя нет причин, по которым вы не могли бы сделать это на совместимой материнской плате).

Производители компьютерного железа не спешат использовать этот слот для других устройств. Пока еще никто не презентовал видео карту на M.2 разъёме, однако Intel уже продает свою сверх быструю память Optane клиентам.

Поддерживает ли мой компьютер M.2 слот?

Если ваш компьютер изготовлен и собран за последние несколько лет, то почти наверняка он имеет слот M.2. К сожалению, гибкость формата не означает, что сам слот использовать также просто как любое USB устройство. Как правило карты со слотом M.2 имеют довольно большую длину. Перед покупкой M.2 SSD диска проверьте размеры платы по спецификации и убедитесь, что в вашем компьютере или ноутбуке есть место для их установки. Кроме этого M.2 устройства имеют различные разъемы. Давайте рассмотрим эти 2 фактора подробнее.

Какая длина платы M.2?

Для настольных ПК длина обычно не является проблемой. Даже крошечная материнская плата Mini-ITX может легко разместить M.2 плату, длинна которой колеблется от 30 до 110 миллиметров. Как правило материнские платы имеют отверстие для маленького винтика, который надежно удерживает плату на месте. Рядом с креплением указана длинна поддерживаемой M.2 микросхемы.

Все M.2 диски используют фиксированную ширину в 22 миллиметра, поэтому разница в размерах выражена только в длине. На данный момент доступны такие варианты:

M.2 2230: 30 мм;
M.2 2242: 42 мм;
M.2 2260: 60 мм;
M.2 2280: 80 мм;
M.2 2210: 110 мм.

Некоторые материнки предлагают возможность крепления винта на любом из этих интервалов.

Какие разъемы используют M.2 диски?

Хотя в стандарте M.2 используется один и тот же слот шириной 22 миллиметра для всех карт, он не одинаков для всех устройств. Поскольку M.2 спроектирован для использования с множеством различных устройств, у него есть некоторые различия в подключении:

B Ключ: используется зазор в правой части карты (слева от контроллера хоста), с шестью контактами справа от зазора. Эта конфигурация поддерживает шины PCIe x2.
M Ключ: использует зазор в левой части карты (правая сторона главного контроллера), с пятью штырьками слева от зазора. Эта конфигурация поддерживает соединения шины PCIe x4 для удвоенной пропускной способности данных.
B + M Ключ: использует оба вышеупомянутых зазора, с пятью штырьками на левой стороне карты и шестью справа. Такие карты ограничены скоростью PCIe x2.

Что необходимо для установки M.2 карты?

Большинство карт M.2 являются SSD дисками и автоматически распознаются вашей операционной системой на основе драйверов AHCI. Для Windows 10 большинство Wi-Fi и Bluetooth-карт также распознаются автоматически и для них устанавливаются стандартные драйвера. Однако вам может потребоваться включить слот M.2 через настройку в BIOS вашего компьютера или UEFI. Также вам понадобится отвертка, чтобы закрепить устройство винтом на материнской плате.

Можно ли добавить M.2 карту в ПК если в нем нет слота?

Для ноутбуков это невозможно, так как современные устройства имеют очень компактный дизайн и не позволяют какое-либо незапланированное устройство внутри корпуса. Вам повезло, если вы используете настольный ПК. В продаже есть адаптеры, которые используют слот PCIe x4 вашей материнской платы.

Помните, если ваша материнская плата не может загрузиться с PCIe, тогда вы не сможете использовать диск M.2 в качестве загрузочного, а значит вы не выиграете от большой скорости. Если вы хотите использовать все преимущества диска M.2, лучше использовать материнскую плату, которая поддерживает новый стандарт.

Разъем M.2 (ранее известный как Next Generation Form Factor и NGFF ) — это спецификация входящая в состав стандарта SATA 3.2 для компьютерных устройств и их разъемов, утвержденная международной организацией Serial ATA International Organization (SATA-IO) для планшетов и тонких компьютеров. Создана для замены уже устаревших форматов SATA, mSATA и Mini PCI-E. Ключевым новшеством M.2 (NGFF) стала поддержка передачи данных по линии PCI Express 3.0 с совокупной теоретической пропускной способностью до 32 Гбит/с. Что почти в 6 раз больше чем позволял стандарт SATA 3.0.

Карты расширения M.2 могут предоставлять различные функции, например: Wi-Fi, Bluetooth, спутниковая навигация, NFC-радиосвязь, цифровое радио, Wireless Gigabit Alliance (WiGig), Wireless WAN(WWAN) и другие. В виде модулей M.2 часто изготавливают быстрые и компактные твердотельные флеш-накопители (SSD).

Применение нового формата устройств позволил использовать режим минимального энергопотребления DevSleep, механизм управления питанием Transitional Energy Reporting, механизм Hybrid Information (повышающий эффективность кэширования данных в гибридных накопителях) и Rebuild Assist (функция, которая ускоряет процесс восстановления данных в массивах RAID).

Форм-фактор и ключи.

Если проще, M.2 представляет собой мобильную разновидность протокола SATA Express, описанного в спецификации SATA 3.2 для планшетов и тонких компьютеров. Этот интерфейс может быть совместим с устройствами, работающими по протоколам SATA, PCI Express, USB 3.0, I2C и другими. M.2 поддерживает до четырёх линий PCI Express 3.0, в то время как разъёмы SATA Express передают данные лишь по двум линиям PCI Express 2.0. Платы имеют 4 варианта ширины (12, 16, 22 и 30 миллиметров) и 8 вариантов длины (16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 и 110 миллиметров).

Помимо длины и ширины устройств подключаемых к M.2, описаны стандарты толщины компонентов на плате. Также, одностороннее и двухстороннее исполнение монтажа (Single Sided и Double Sided), разделенное на еще 8 типов. Для более удобного понимания, ниже приведу таблицу:

Толщина компонентов на плате устройства подключаемого к M.2 (размеры указаны в миллиметрах).

Тип	Сверху	Снизу
S1	1.20	Не допускаются
S2	1.35	Не допускаются
S3	1.50	Не допускаются
D1	1.20	1.35
D2	1.35	1.35
D3	1.50	1.35
D4	1.50	0.70
D5	1.50	1.50

Для указания типа M.2 — устройства маркируются кодом по схеме WWLL-HH-K-K или WWLL-HH-K, где WW и LL - размеры модуля в ширину и длину в миллиметрах. В HH кодируется, является ли модуль односторонним или двухсторонним, а также максимальная допустимая высота (толщина) размещённых на нём компонентов, например «D2». Часть K-K обозначает ключевые разрезы если модуль использует лишь один ключ, используется одна буква K. Если используется K-K, то модуль имеет 2 ключа.

Диаграмма с подробной расшифровкой всех значений маркировки с указанием величин.

По состоянию на 2018 год, наиболее популярными размерами определены: ширина 22 мм, длина 80 или 60 мм (M.2-2280 и M.2-2260), реже 42 мм. Многие ранние M.2 накопители и материнские платы использовали интерфейс SATA, для них наиболее популярны ключи B (SATA и PCIe x2). Современные же материнские платы реализуют в разъеме M.2 PCI Express 3.0 x4 и соответствующий ключ M (SATA и PCIe x4). Устройства разработанные под использование в разъемах с ключом M, электрически не совместимы с разъемом B, и наоборот, без явного на то указания. Хотя не редко, как показывает практика физически совместимы (если перевернуть). Для подключения карт расширения, например WiFi, используются модули размера 1630 и 2230 и ключи A или E .

M.2 — плата должна не только подходить по размеру, но и иметь совместимое со слотом расположение ключей. Ключи ограничивают механическую совместимость между различными разъёмами и платами форм-фактора M.2 и препятствует неправильной установке накопителей в слоте.

Собственно перед покупкой платы расширения необходимо уточнить у производителя тип разъема и совместимые размеры (по длине, ширине, толщине, одностороннее и двухстороннее исполнение).

Что такое Socket 1, Socket 2, Socket 3 в применении к M.2 (NGFF) устройствам?

Действительно, встречается понятие сокет и для M.2 устройств. Думаю создание групп разъемов M.2 на Socket 1,2,3 для упрощенного разделения не совместимых между собой устройств. Формально разделяя все виды устройств на 3 простых для понимания типа.

Принцип деления наглядно показан в следующей таблице:

	Для установки в разъем M.2
	Ключ разъема	Размер модуля	Толщина модуля	Ключ коннектора на модуле
Socket 1 Обычно, модули связи (WIFi адаптеры, Bluetooth, NFC и прочее)
	A, E	1630	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
	A, E	2230	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
	A, E	3030	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
Socket 2 Для компактных 3G/4G модемов M.2, но возможно появление другого оборудования	B	3042	S1, D1, S3, D3, D4	B
Socket 2 Для M.2 SSD и другого оборудования с универсальным ключом B+M	B	2230	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
	B	2242	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
	B	2260	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
	B	2280	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
	B	22110	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
Socket 3 Для M.2 SSD и другого оборудования с ключом М и универсальным ключом B+M	M	2242	S2, D2, S3, D3, D5	M, B+M
	M	2260	S2, D2, S3, D3, D5	M, B+M
	M	2280	S2… D2, S3, D3, D5	M, B+M
	M	22110	S2… D2, S3, D3, D5	M, B+M

Разберем пример на основе реальных интернет-магазинов:

SSD диск SAMSUNG M.2 860 EVO 250 Гб M.2 2280 SATA III (MZ-N6E250BW)

Из описания видно — перед нами SSD Samsung с емкостью 250Gb, разработанный для использования в разъеме M.2. Далее идет маркировка «2280» указывающая физический размер — 22 мм в ширину, 80 мм в длину. Про толщину и одностороннее или двухстороннее исполнение — ни слова. В данном случае придется уточнять из других источников, либо производителя накопителя. После указания маркировки размера написано — SATA III. Что это означает? Это означает что накопитель использует логический интерфейс SATA III. То есть, перед нами все тот же классический накопитель SATA, но выполненный под размеры и разъем M.2. Скоростные преимущества PCI Express здесь не использованы.

Все, описание продавца на этом исчерпаны. Чего нам еще не хватает? Нам не хватает явного указания типа ключа разъема, это пускай останется на совести продавца. Но мы визуально видим 2 прорези, это означает возможность использования данного накопителя в составе материнских плат с разъемом типа B и типа M . Это визуальная оценка, опять повторюсь — необходимо уточнить у производителя.

Попробуем еще:

SSD диск Samsung 960 EVO M.2 250 Гб M.2 PCI-E TLC MZ-V6E250BW

Здесь мы видим SSD Samsung 960 EVO тоже на разъем M.2. Вообще без указания маркировки физических размеров и типа, предположительно тоже «2280» (всегда необходимо уточнять из других источников). Далее указаны PCI-E и TLC, что это означает? Это означает что устройство использует логический интерфейс PCI Express (какой 2.0 или 3.0 не ясно, и сколько линий 2x-4x — тоже не известно). TLC — тип устройства микросхем памяти. На этом интернет-магазин счел описание достаточным. Думаю гарантийка ему потом скажет об обратном…

Но визуально мы видим на этом изображении одну прорезь в разъеме M.2 (предположительно соответствующая ключу M ). И тут необходимо быть осторожным, устройство может подойти физически в разъем B . И вернее всего, сожжет плату и устройство. Поэтому необходимо точно знать какого типа установлен разъем на плате и какого приобретается.

Реализации логического интерфейса и набора команд.

Для плат расширения M.2 доступно три варианта реализации логического интерфейса и набора команд, по аналогии со стандартом SATA Express:

«Legacy SATA» Используется для SSD с SATA интерфейсом, драйвером AHCI и скоростями до 6.0 Гбит/с (SATA 3.0) «SATA Express» с использованием AHCI Используется для SSD с интерфейсом PCI Express и драйвером AHCI (для совместимости с большим количеством операционных систем). Из-за использования AHCI производительность может быть несколько ниже оптимальной (получаемой с NVMe), так как AHCI был разработан для взаимодействия с более медленными накопителями с медленным последовательным доступом (например, НЖМД), а не для SSD с быстрым случайным доступом. «SATA Express» с использованием NVMe Используется для SSD с интерфейсом PCI Express и высокопроизводительным драйвером NVMe, созданным для работы с быстрыми флеш-накопителями. NVMe был разработан с учётом низких задержек и параллелизма SSD с интерфейсом PCI Express. NVMe лучше использует параллелизм в управляющем компьютере и программном обеспечении, требует меньше стадий при передаче данных, предоставляет более глубокую очередь команд и более эффективную обработку прерываний.

Что такое NVMe?

NVM Express (NVMe , NVMHCI - от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification). Логический интерфейс NVM Express был разработан с нуля, основные цели — получение низких задержек и эффективное использование высокого параллелизма твердотельных накопителей за счёт применения нового набора команд и механизма обработки очередей, оптимизированного для работы с современными многоядерными процессорами.

Протокол NVMe ускоряет операции I/O за счёт отказа от стека команд SAS (SCSI). NVMe SSD подключаются прямо в шину PCIe. Приложения получают резкий прирост производительности от смещения I/O-активности с SAS/SATA SSD и HDD на NVMe SSD. Запоминающие устройства нового типа хранения энергонезависимы (non-volatile) и задержка при доступе к ним существенно ниже – на уровне задержек оперативной (volatile) памяти.

Контроллер NVMe демонстрирует все преимущества SSD: очень низкие задержки доступа и огромная глубина очереди по операциям чтения и записи. Чрезвычайно низкая латентность устройств хранения существенно снижает вероятность блокировок таблиц данных при их обновлениях. Это критично для многопользовательских баз данных со сложными и взаимосвязанными таблицами.

Очень важно: в UEFI BIOS материнской платы должен содержаться NVMe-драйвер для загрузки ОС с соответствующего накопителя.

Заключение.

В заключении становятся очевидными преимущества принятые стандартом SATA 3.2. Появление новых спецификаций и разъемов расширит выбор совместимых карт расширения, как для ноутбуков, так и для стационарных компьютеров. Также увеличит общую производительность вычислительных систем от ноутбука — до сервера.

Сам по себе интерфейс таит в себе большое количество ловушек как для простого пользователя, так и для профессионала. Возможно это связано с его новизной, а может и некоторой «сыростью».

В любом случае, я постарался собрать максимум важной информации. Возникшие вопросы можно задать в комментариях к статье. Если статья вам помогла, вы можете отблагодарить меня отправив пожертвования на Yandex кошелек, форма для отправки денег находится в самом низу сайта (подвале). Спасибо за уделенное моей статье внимание.

Сегодня поговорим немного о уже настоящем нестандартных SSD. О выгоде использования твердотельных накопителей давно перестали спорить - сегодня SSD рекомендуют устанавливать не только геймерам или дизайнерам, а и всем рядовым пользователям. Пока рынок ждет выхода революционных контроллеров, которые позволят воспользоваться преимуществами PCIe на полную, упрощенные аналоги формата M.2 уверенно удерживают лидерство в этом направлении. Изначально «промежуточный» форм-фактор (на пути от SATA к полноценному PCIe) сумел занять свою нишу за счет нескольких преимуществ перед старшими стандартами.

Какие именно преимущества?

Во-первых, очевидно, скорость: M.2 обеспечивает работу через интерфейс SATA 3.2 (6 гБит/с), а многие модели поддерживают и несколько линий PCIe одновременно. Стоит упомянуть, что контроллеры пока не позволяют использовать последний интерфейс полноценно, однако скорость записи удалось поднять с примерно 500 до почти 800 МБ/с).

Во-вторых, компактность. Если сравнивать размеры M.2-накопителей с предыдущим стандартом, mSATA, первые по габаритам могут быть компактнее как минимум на четверть. Изначально разработанный для ультрабуков и портативных устройств стандарт сейчас активно поддерживается и производителями материнских плат для обычных настольных ПК. При этом, к примеру, объем памяти линейки SanDisk X300 (представленной у нас моделью SanDisk X300 SD7SN6S) возрастает вплоть до 1ТБ.

Сравнение размеров обзорной модели с накопителем OCZ Trion 100

Третьим преимуществом является универсальность. Как было сказано выше, некоторые модели имеют возможность подключаться и к PCIe, и к SATA. Сегодня разница в скорости при этом не так заметна, как хотелось бы, однако будущее очевидно за PCIe. А ведь помимо накопителей M.2 поддерживает подключение Bluetooth, Wi-Fi и NFC-чипов.

Слот M.2 в материнской плате Asus Maximus VIII Ranger

Ну и наконец распространенность: пока SATA Express не получил широкого развития, слоту M.2 удалось найти свое место в материнских платах ведущих производителей. Как видим, стандарт стал логичной эволюционной веткой развития использования SSD, превосходя mSATA и одновременно являясь самым компактным и быстрым решением на рынке.

Экскурс в историю

История развития M.2, как и любого другого стандарта, содержит ряд ошибок и «детских болезней»: проблем, которые были решены на опыте ранних недоработок. Первым твердотельным накопителем в M.2 можно считать Plextor M6e , не особо успешный продукт, тем не менее давший толчок развитию.

Ему предшествовали другие диски (таких компаний как Intel, Crucial, KingSpec), но они были рассчитаны лишь на мобильные и портативные устройства. Несмотря на использованные в Plextor M6e возможности двух линий PCIe 2.0, накопитель в новом форм-факторе не дал ожидаемых результатов в плане производительности, а совместимость затруднялась отсутствием на тот момент пользовательских M.2-накопителей на рынке. По сути, именно Plextor открыли это новое направление.

Важной проблемой долго оставалось нежелание производителей тратиться на полноценную поддержку PCIe: собирая диски в форм-факторе M.2 они все равно снижали производительность до минимума. В магазинах было доступно лишь несколько моделей, поддерживающих работу SATA через 2x или 4x интерфейс PCIe. В таком случае преимуществом M.2 перед mSATA оставалась только компактность и лишь немного увеличенная производительность.

Кроме того, даже при использовании возможностей PCIe производители прибегали к драйверам AHCI, хотя для SSD гораздо более выгодным является применение NVM Express.

Постепенно рынок стал заполняться моделями упомянутых выше производителей: Crucial M500, Transcend MTS600, Kingston SM2280. Однако форм-фактор данных моделей все еще можно назвать «половинчатым M.2»: использовать возможности нового стандарта на полную никто не хотел.

К слову, сейчас затруднения при покупке может вызвать и наличие тех или иных ключей в выбираемой модели накопителя: здесь все зависит от материнской платы пользователя. Некоторые платы поддерживают только диски с B-ключами (2xPCIe), некоторые - c M-ключами(4xPCIe). Ясно, что М полностью совместима с B, а вот если «мать» рассчитана только на модели с B-ключами, об M-продуктах придется забыть. Длину карты M.2 тоже придется учесть: на некоторые платы длинные накопители с адаптерами просто не встанут.

Завершить развитие M.2 собирается Samsung: революционный Samsung PRO 950 наконец окончательно переходит на 4 интерфейса PCIe 3.0, позволяя поднять скорость записи до 1500 МБ/с. Samsung специально разработали новый контроллер, позволяющий выжимать из шины доступный максимум. При объеме в 256 ГБ продолжительность жизни диска равняется перезаписи 200 ТБ: около 180 ГБ для перезаписи ежедневно в течение трех лет. Накопитель поступит в продажу в ближайшее время, а терабайтная его версия - в следующем году.

X300 – не самые быстрые, но недорогие лошади

Но от дорогих новинок давайте вернемся к прочно укрепившимся моделям и поговорим о доступном и удачном варианте – Sandisk X300 128GB

Технологии, подключение

Компания SanDisk - известный на рынке накопителей игрок. Их фирменная технология nCache 2.0 (позволяет экономить ресурс устройства при работе с мелкоблочными данными; программируется на уровне контроллера) успела заслужить положительные отзывы критиков и специалистов и применяется во многих накопителях производителя. В том числе и в рассматриваемом X300.
Подключение диска производится через интерфейс SATA 3.2.

Вот так выглядит плата диска без контейнера

Важной мелочью, кстати, является вот этот заветный винтик, которого, естественно, нет в комплекте с диском. Искать его нужно в коробке с материнской платой. Там же должна быть и специальная площадка, которая вкручивается в плату (либо она может быть уже вкручена – зависит от производителя).

Здесь две версии накопителя – на 128ГБ и 512ГБ с тем самым винтиком

На материнской плате может быть предусмотрена установка плат M.2 разной длины. Отлично, что нам попалась именно такая в тесте – ASUS MAXIMUS VIII. У нее несколько креплений для фиксации платы разной длины.

Sandisk X300 на материнской плате ASUS MAXIMUS VIII RANGER

Установленная плата почти не занимает места в корпусе. Это конечно главное преимущество в плане эргономики – никаких шлейфов и жестких кабелей питания от БП в сетке, с которыми у нас дружбы не сложилось.

Результаты тестов

Мы провели несколько тестов при помощи различного программного обеспечения: диск тестировался на системе с Windows 10 Pro, процессором i7 и 16 ГБайт оперативной памяти.

Тестовый стенд:

OS: Windows 10 Pro
CPU: i7-6700 @ 3,4GHz
RAM: 16GB DDR4 @ 2140MHz
MTHRBRD: ASUS MAXIMUS VIII RANGER

Напомним, заявленная производителем скорость чтения/записи составляет 530/470 МБ в секунду.

Результаты тестов в программе Crystal DiskMark:

Результаты проверки диска утилитой HD Tune Pro:

Показания утилиты HD Tune Pro и стандартного средства диагностики жестких дисков Windows во время копирования объемного файла с накопителя OCZ Trion 100 на диск Sandisk X300:

Результаты проверки диска утилитой AS SSD Benchmark:

Хотя твердотельные диски (SSD — Solid State Drive) существуют уже какое-то время, я сам начал их использовать совсем недавно. Останавливала цена, небольшая емкость, хоть и подкрепленная существенно большим быстродействием по сравнению с обычными винчестерами. Прежде чем углубляться в разновидности SSD, технологии изготовления, используемые типы памяти и контроллеры, следует остановиться на форм-факторе (т. е., по сути, физических размерах) этих накопителей, т. е. как они различаются по форме, какие разъемы подключения имеют и как их использовать. Если SSD форм-фактора 2.5 дюйма вопросов не вызывают (размерами, расположением интерфейсных разъемов они практически идентичны жестким дискам), то другая разновидность вызывает вопросы. SSD M2 — что это такое, куда подключать, чем лучше или хуже привычных? Давайте разбираться

Развитие интерфейса SATA

Этот интерфейс пришел на смену PATA, став более компактным, заменив широкий шлейф более тонким и удобным. Стремление к компактности – нормальная тенденция. Даже для SATA понадобилась разновидность, которая позволила бы его использовать в мобильных устройствах или там, где к размерам комплектующих предъявляются особые требования. Так появился вариант mSATA – тот же SATA, но в более компактной упаковке.

Этот разъем прожил недолго, т. к. ему на смену довольно быстро пришел другой – M.2, обладающий большими возможностями. Обращу внимание, что в аббревиатуре нет букв «SATA», да и я не сказал, что это новый вариант именно этого интерфейса. Почему – это будет понятно чуть позже.

Скажу только, что и mSATA, и M.2 позволяют обходиться без шлейфов, кабелей питания, что повышает удобство, позволяет сделать компьютер компактнее. Тем более, что M.2 еще меньше, чем mSATA.

Как выглядит M.2 и для чего нужен

Это небольшой разъем, расположенный на материнской плате или плате расширения, которая устанавливается в слот PCI-Express. Использовать M.2 можно не только для SSD, но и для установки Wi-fi, Bluetooth модулей, и проч. Сфера применения может быть весьма большой, что делает M.2 очень полезным. Если планируется апгрейд компьютера, то я считаю, что наличие этого разъема на материнской плате, даже если вы пока не планируете ничего в него устанавливать, может оказаться полезным. Кто знает, что произойдет через несколько месяцев, какое новое устройство захотите купить…

Пример M.2 можно увидеть на иллюстрациях. Он может быть таким

или таким.

В чем разница? В перемычке (называется «ключом»), которая есть в разъеме. Для того, чтобы понять ее назначение, немного углубимся в интерфейсы компьютера.

M-key и B-key

Современные жесткие диски (и SSD в том числе) традиционно подключают к шине SATA. У меня , но кратко тут повторюсь.
SATA III имеет максимальную пропускную способность в 6 Гбит/с, примерно 550-600 Мбайт/с. Для обычных винчестеров такие скорости недостижимы, а вот для SSD-дисков развить гораздо большую скорость, в общем то, труда не составляет. Только смысла в этом нет, если интерфейс все равно не сможет «прокачать» поток данных с скоростью большей, на которую сам способен.

Поэтому появилась возможность задействовать шину PCI-Express, имеющую большую пропускную способность:

PCI Express 2.0 с двумя линиями (PCI-E 2.0 x2) обеспечивает пропускную способность 8 Гбит/с, или примерно 800 Мбайт/с.
PCI Express 3.0 с четырьмя линиями (PCI-E 3.0 x4) дает 32 Гбит/с, что соответствует примерно 3.2 Гбайт/с.

То, какой интерфейс используется для подключения устройств, и определяет положение ключа (перемычки).

SATA (M+B ключ):

PCI-Express (M ключ):

SSD-диски могут иметь следующие варианты ключей:

Для примера возьмем материнскую плату ASUS Z170-P. На ней установлен разъем M.2 с М-ключом. Это означает, что используется шина PCIe ×4. Сразу возникает вопрос, а можно ли туда установить SSD диск с SATA интерфейсом? А вот это вопрос уже интересный.

Придется залезть в спецификации материнский платы и посмотреть, поддерживает ли она M.2 SATA. Если верить сайту производителя , то да. Значит, если покупается SSD-диск, например, Intel 600p Series, то он изначально предназначен для шины PCIe ×4 и никаких проблем быть не должно.

А если есть, например, Crucial MX300, работающий на шине SATA? По спецификации производителя, такой SSD также должен работать.

На то, поддерживается ли шина SATA в интерфейсе M.2, следует обратить особое внимание при покупке материнской платы.

Резюмируем сказанное.

M.2 – просто другой форм-фактор (размер и разъем) SSD-дисков. Используется шина SATA и/или PCI-Express. Устанавливаемые на материнские платы разъемы M.2 используют шину PCIe ×4. Возможность установки SSD с SATA интерфейсом должна быть указана в спецификациях на материнскую плату.
Тип используемой шины SDD-диском зависит от ключей. SATA диски обычно выпускаются в формулой ключей M+B, а PCIe x4 – с ключом M.

2242, 2260, 2280 – что это?

Просматривая характеристики материнской платы или ноутбука, где есть M.2 разъем, можно увидеть такую строчку в описании этого разъема: «M key, type 2242/2260/2280». Хорошо, с «M key», надеюсь, уже понятно, это расположение ключа в разъеме (что говорит об использовании шины PCIe ×4). А вот что означает «type 2242/2260/2280»?

Все просто, это размеры SSD-дисков, которые можно установить в этот разъем. Физические размеры. Первые 2 цифры – ширина, которая составляет 22 мм. Вторые 2 цифры – длина. Она может варьироваться, и составлять 42, 60 или 80 мм. Поэтому, если выбранный SSD, например, тот же Crucial MX300, имеет длину 80 мм, т. е. относится к type 2280, то с его установкой не будет никаких проблем.

SSD Transcend MTS400 объемом 64 ГБ имеет длину 42 мм, т. е. type 2242. Если заявлена поддержка такого SSD, то его установить также не составит труда. В действительности, это указывает, размещены ли на материнской плате или корпусе ноутбука фиксирующие накопитель винты, которые рассчитаны на разную длину устанавливаемых модулей. Вот как это выглядит на материнской плате.

Заключение

М.2 – более компактный форм-фактор SSD накопителей. Многие модели выпускаются как в традиционном 2.5-дюймовом формате, так и в виде небольшой платы с разъемом M.2. Если в ноутбуке или на материнской плате присутствует такой разъем, то это хороший повод разместить в нем накопитель. Сделать ли его системным, или использовать для других целей – отдельный вопрос.

Лично я планирую при апгрейде моего компьютера дома, о чем я , использовать M.2 для установки в него диска под систему. Тем самым немного сократится количество проводов, да и работать будет быстро.

Остались вопросы? Задавайте. Я в чем-то ошибся? Всегда готов к конструктивной критике. О чем-то недосказал? Давайте разберемся вместе.

Разъем M.2 были представлены миру несколько лет назад, как стандарт, позволяющий использовать все преимущества SSD , что позволяет их устанавливать в компьютерах небольших размеров.

Крутой диск на любом компьютере

Еще несколько лет назад на каждом рабочем столе можно было найти жесткий диск HDD, шлейфы, шнуры и перемычки – предметы, известные каждому, кто самостоятельно дорабатывал или чинил компьютер.

Жесткие диски того времени использовали разъем и интерфейс ATA, который предлагал пропускную способность 133 МБ/сек. Несколько лет спустя дебютировал интерфейс SATA, который навсегда изменил мир носителей памяти.

SATA пережил три поколения , последний из которых используется и сегодня. Первый, то есть SATA 1, обеспечивает пропускную способность на уровне МБ/сек, SATA 2 позволяет достигать 300 МБ/сек, а SATA 3 – 600 МБ/сек.

Новые решения в хранении данных

Начало XXI века – это время наибольшей популярности HDD – их цены были низкими, так что каждый мог позволить себе на несколько десятков гигабайт памяти, а спустя несколько лет – несколько терабайт.

В то же время начали выпускать твердотельные диски , которые использовались в мобильных устройствах, картах памяти, переносных USB-накопителях, а также в компьютерах, как диски SSD (solid-state drive).

Преимущество SSD в несравненно большей скорости записи и чтения данных, а также в отсутствии механических элементов, что повышает устойчивость к ударам и падения.

SSD-накопители могут иметь небольшие размеры, но из-за популярности интерфейса SATA их стали производить в формате 2,5-дюймовых дисков, подобных HDD.

Обратная совместимость имеет свои недостатки

Интерфейс SATA был создан намного раньше, чем SSD-накопители, поэтому даже последняя версия не в состоянии использовать всех возможностей . В первую очередь, это связано с ограничением 600 МБ/сек, то есть максимальной пропускной способностью интерфейса SATA 3. Это большая проблема, потому что производительность SSD может быть гораздо больше .

Проблему большого размера носителей пытались исправить, вводя стандарт mSATA, который является разъемом непосредственно на материнской плате компьютера. Решение позволило устанавливать SSD в нетбуках и ультрабуках, экономя место и сокращая их вес.

К сожалению, стандарт mSATA основывался на интерфейсе SATA 3, а значит также ограничен пропускной способностью в 600 МБ/сек.

Разъем M.2 – будущее твердотельных носителей

Стандарт M.2 дебютировал как Next Generation Form Factor, то есть как «разъем нового поколения». В 2013 году официально переименован в M.2.

Развитием обязан, прежде всего, компании Intel, которая впервые использовала его в материнских платах с чипсетами H97 и Z97 для последнего поколения процессоров intel Core (Haswell Refresh).

M.2 – это разъем для платы расширения, устанавливаемой непосредственно на материнской плате. Разрабатывался с мыслью о твердотельных накопителях, картах Wi-Fi, Bluetooth, NFC и GPS.

В зависимости от функции, на рынке представлено несколько вариантов карт M.2: 2230, 2242, 2260, 2280 и 22110. Первые две цифры – это ширина (в любом варианте – 22 мм), а остальные цифры – это длина (30 мм, 42 мм, 80 мм или 110 мм). В случае современных SSD, чаще всего применяется вариант 2280.

Стандарт M.2 для связи с материнской платой использует интерфейс PCIe (в настоящее время разрабатывается версия PCIe 3.0), который позволяет обойти ограничения интерфейса SATA 3. В зависимости от количества поддерживаемых линий PCI Express, пропускная способность дисков M.2 для PCIe 3.0 x1 может достигать 1 Гбит/с, а для PCIe 3.0 x16 до 15 Гбит/с.

Разъем M.2 может поддерживать протокол PCI Express, PCIe и SATA. Если диск M.2 PCIe подключен к материнской плате, которая поддерживает только стандарт SATA, то он не будет виден в системе и не будет возможности его использования. Такая же ситуация будет иметь место, когда диск M.2 SATA мы подключим к компьютеру, поддерживающему только интерфейс PCIe.

Разъем носителя M.2 может иметь разное расположение. На рынке доступны карты с ключом B, M, B+M. Покупая SSD-диск , следует предварительно убедиться в том, какие разъемы поддерживает ваша материнская плата в компьютере.

Диски с ключом B не подойдет к гнезду, с ключом M и наоборот. Решением этой проблемы является ключ B+M. Материнская плата с таким сокетом обеспечивает совместимость с дисками обоих типов. Следует, однако, иметь в виду, что это не единственный фактор, свидетельствующий о соответствии.

Технология NVMe – новый стандарт

Старые жесткие диски HDD и SSD для связи контроллера с операционной системой используют протокол AHCI. Так же, как интерфейс SATA, он был создан ещё во времена жестких дисков (HDD) и не в состоянии использовать максимум возможностей современных SSD.

Именно поэтому был создан протокол NVMe. Это технология, созданная с нуля, разрабатывалась с мыслью о быстрых полупроводниковых носителях будущего. Характеризуется малыми задержками и позволяет выполнять большее количество операций в секунду при меньшем использовании CPU.

Для того, чтобы воспользоваться носителем с поддержкой NVMe, необходима поддержка материнской платой стандарта UEFI.

Какой диск M.2 выбрать

При покупке диска M.2 следует обратить внимание на:

Размер разъема M.2, который имеет материнская плата (2230, 2242, 2260, 2280 и 22110)
Тип ключа, который имеет разъем M.2 на материнской плате (M, B или B+M)
Поддержку интерфейса (PCIe или SATA)
Поколение и количество линий PCIe (например, PCIe 3.0×4)
Поддержку протокола AHCI или NVMe

В настоящее время лучшим выбором является твердотельный накопитель M.2, использующий интерфейс PCIe 3.0×4 и технологию NVMe . Такое решение обеспечит комфортную работу в играх и программах, требующих очень быстрого чтения/записи и продвинутой обработки графики.

Некоторые твердотельные носители, кроме того, оборудованы радиатором, который снижает температуру, увеличивая, тем самым, производительность и стабильность.