Какие виды SSD-накопителей существуют? Рассматриваем PCI-Express, M.2, mSATA и SATA Express. Разъем M.2 (NGFF) — что это? Разбираемся, что к чему! Слот расширения m 2

M.2 (NGFF) – общее название форм-фактора или физического интерфейса для SSD дисков, мобильных WiFi адаптеров, 3G/4G модемов и прочих компьютерных комплектующих для миниатюрных устройств вроде планшетов, ультрабуков или неттопов.

Мы уже рассказывали о новом форм-факторе на примере – с этим материалом можно ознакомиться по ссылке .

Однако M.2 был разработан не только для SSD, но также для WiFi, WiGig, Bluetooth адаптеров, GPS/ГЛОНАСС модулей (GNSS), NFC модулей, других устройств и датчиков.

Ранее в мобильных устройствах перечисленные модули и адаптеры подключались с помощью разъема mini PCI Express и имели популярный форм-фактор Mini Card полной или половинной длины. В свою очередь, компактные SSD диски имели тот же форм-фактор Mini Card, но для интерфейса mSATA.

M.2 или Next Generation Form Factor пришел на смену mSATA и mini PCIe, объединил и расширил возможности подключения, поскольку способен работать с большим количеством логических интерфейсов (Host Interface). К тому же, разъем M.2 занимает меньше места в мобильном устройстве, а вариантов исполнения стало в несколько раз больше, в сравнении с Mini Card за счет появления нескольких типоразмеров M.2 (NGFF), в зависимости от ширины и высоты.

Что нужно знать про M.2?

• Спецификация M.2 (NGFF) включает в себя устройства, припаиваемые к материнской плате, а также , к которому можно подключать различные устройства. Разъем M.2 занимает на 20% меньшую площадь, чем разъем для mini PCIe устройств. В разъеме M.2 суммарно 67 контактов, которые могут быть разделены перегородками – ключами. В зависимости от типа ключа, предполагается разделение подключаемых устройств по назначению.


• В качестве логических интерфейсов для разъёма M.2 могут выступать PCI Express, SATA, USB, Display Port, I2C, SDIO, UART и другие.


• Размеры устройств M.2 стандартизированы и объединены в типы. Ширина M.2 устройств может быть 12, 16, 22 или 30 миллиметров. Длина – 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 или 110 миллиметров. Например, M.2 SSD шириной 22 мм и длиной 80 мм обозначается «Type2280». (наглядно показано на схематичном изображении M.2 устройств по типоразмеру).


• Толщина устройств M.2, точнее выступающие компоненты сверху и снизу, также стандартизирована. Устройства могут быть, как односторонней, так и двусторонней компоновки – элементы могут располагаться на одной стороне печатной платы или на двух.

Номенклатурное обозначение M.2 (NGFF) устройств

* - Если указана вторая буква ключа, значит модуль универсальный, совместим с двумя типами ключей в разъеме M.2.

Например, можно расшифровать так: ширина – 22 мм, длина 80 мм, двусторонняя компоновка, элементы выступают на 1.35 мм сверху и снизу, подходит для установки в разъем с ключами B или M.

Вообще, производители не часто указывают номенклатурное обозначение M.2 модулей. Но, по факту, обозначение можно составить самостоятельно по визуальным признакам, а также путём нехитрых измерений устройства.

Какие M.2 (NGFF) устройства используют разъем M.2 c ключами A, E, B, M?

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

Действительно встречается понятие сокет для M.2 устройств. Принцип деления наглядно показан в следующей таблице:

По данным в таблице видно, что любой SSD с универсальным ключом B+M можно установить в слот M.2 M Key . В свою очередь SSD с ключом M установить в слот B невозможно физически , даже если логический интерфейс устройств совпадает.

Приветствую всех, уважаемые читатели блога сайт! В 2002 году появился интерфейс SATA, который сейчас используется для подключения абсолютного большинства жестких дисков и SSD. За последние 16 лет он обновился трижды, сохранив при этом обратную совместимость. В 2009 году появилась компактная версия этого интерфейса - mSATA, который располагается прямо на материнской плате.

Поддержку Разъема m 2 на материнских платах начали делать с 2013 года. По своему назначению он очень схож с mSATA, однако позволяет обойти ограничение по пропускной способности SATA интерфейса . Поскольку стандарт mSATA базируется на SATA 3, его пропускная способность составляет только 600 МБ/сек, а современные SSD уже работают на скоростях 3000 МБ/сек и выше.

Так выглядит SSD в форм факторе M2

При помощи м2 разъема в компьютер можно установить не только SSD, но и другие ngff устройства: Wi-Fi карты, Bluetooth, NFC и GPS платы расширения. При таком типе подключения вы избавитесь от многочисленных проводов, идущих от накопителя к системной плате. Тем самым, сэкономите место внутри системного блока, улучшите его охлаждение и упростите обслуживание.

SSD диски, использующие разъем м2, по виду похожи на планки оперативной памяти - такие же тонкие и вставляются прямо в материнскую плату компьютера. Примечательно, что изначально разъем m 2 применялся в ноутбуках и нетбуках, ведь их корпус достаточно тонкий для установки туда полноразмерных устройств. Затем, разъем m2 стал встречаться и на обычных материнках - на стационарных ПК.

Разъем m 2 использует для связи с материнской платой такой тип интерфейса, как PCI Express. Только не путайте с самим разъемом PCI Express, которых может быть несколько и которые располагаются ниже разъема видеокарты, и присутствуют даже на старых материнских платах. Это немного другое, хотя и существуют SSD, подключаемые через порт PCIe. А вот, как выглядит разъем м2 на материнской плате:

Особенности

SSD диски, предназначенные для разъема м2, выпускаются в разных размерах: 2230, 2242, 2260, 2280 и 22110. Первые две цифры обозначают ширину, а две последующие - длину (в миллиметрах). Чем длиннее планка, тем больше чипов на ней можно расположить, тем больше будет емкость диска. Не смотря на такое многообразие форм-факторов, наиболее популярным является 2280.

Разъем m 2 на современных материнских платах может иметь разное положение. Речь идет о неких «ключах». Опять же, можно провести аналогию с планками ОЗУ: память DDR3 отличается от DDR2 расположение ключей - небольших вырезов в планках и самих слотах, соответственно. Так же и тут, небольшие вырезы могут располагаться в левой и правой частях порта .

Разъем m2 может иметь два ключа: B и M. Получается, что они не совместимы между собой. Однако, можно найти материнские платы с разъемом типа B + M (комбинированный). Помимо PCIe интерфейса, порт м2 поддерживает еще и SATA режим. Но и скорость в SATA режиме будет значительно ниже, нежели в PCI Express. Ключи обычно определяют то, какой тип интерфейса будет использоваться.

В обычных жестких дисках (HDD) контроллер связывается с операционной системой посредством протокола AHCI. Но, этот протокол не в состоянии использовать все возможности современных твердотельных накопителей. Это подтолкнуло к появлению нового протокола, который называется NVMe. Новый протокол характеризуется малыми задержками и позволяет выполнить больше операций в секунду, при этом минимально нагружая процессор.

Как выбрать м2 SSD

При покупке SSD накопителя, работающего по интерфейсу m 2, обязательно обращайте внимание на следующие вещи:

• Размер порта м2. Подберите такой диск, чтобы его можно было установить в материнскую плату, чтобы ничего нигде не упиралось.
• Тип ключа - B, M, или комбинированный. Как материнская плата, так и сам SSD диск должны иметь совместимость ключей. SATA м2 SSD диски обычно выпускаются с ключами «М+B», а PCIe м2 SSD - с ключом «М».
• Версия интерфейса и количество линий: PCI-E 2.0 x2 имеет пропускную способность 8 Гбит/с, а PCI-E 3.0 x4 - 3.2 Гбайт/с.
• Какой интерфейс поддерживается - PCI Express или SATA. Конечно, PCIe выглядит предпочтительнее, поскольку позволяет работать с большими скоростями. Возможность установки м2 SSD в SATA режиме должна быть указана в инструкции к материнке.
• Желательна поддержка протокола NVMe. Если ее нет, то сойдет и AHCI.

SSD диск, который подходит по всем параметрам, будет гораздо быстрее того, что подключен просто через SATA порты. Такое решение может потребоваться в играх и программах, требующих от диска высокой скорости чтения/записи. Лучшим вариантом будет диск, использующий интерфейс PCIe третьей версии с четырьмя линиями и протокол NVMe.

Различные типы ключей помечаются на концевых контактах (позолоченных) SSD M.2 или рядом с ним, а также на разъеме M.2.

На рисунке ниже представлены ключи SSD M.2 на SSD M.2 и совместимых разъемах M.2 с прорезями, позволяющими вставлять накопители в соответствующие разъемы:

Следует учесть, что SSD M.2 с ключом B имеют другое количество концевых контактов (6) по сравнению с SSD M.2 с ключом M (5); такая асимметричная схема позволяет избежать ошибок размещения SSD M.2 с ключом B в разъем M, и наоборот.


Что означают разные ключи?

SSD M.2 с концевыми контактами ключа B могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью PCIe x2 (1000МБ/с) на шине PCIe.

SSD M.2 с концевыми контактами ключа M могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства и поддерживают скорость PCIe x4 (2000МБ/с) на шине PCIe, если хост-система также поддерживает режим x4.

SSD M.2 с концевыми контактами ключа B+M могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью x2 на шине PCIe.

Подробнее

Какие конфигурации M.2 и разъемов несовместимы?



Ключ SSD M.2 Ключ B Ключ M
Концевые контакты SSD SSD edge connector - B Key SSD edge connector - M Key
Несовместимые разъемы Not Compatible Sockets - B Key Not Compatible Sockets - M Key

В чем преимущества наличия ключа B+M на SSD M.2?

Ключи B+M на SSD M.2 обеспечивают перекрестную совместимость с различными системными платами, а также поддержкой соответствующего протокола SSD (SATA или PCIe). Хост-разъемы некоторых системных плат могут быть рассчитаны на подключение только SSD с ключами M или только с ключами B. SSD с ключами B+M предназначены для устранения этой проблемы; однако подключение SSD M.2 в разъем не гарантирует его работы, это зависит от общего протокола между SSD M.2 и системной платой.


Какие типы хост-разъемов SSD M.2 встречаются на системных платах?

Хост-разъемы M.2 могут быть основаны на ключе B или на ключе M. Они могут поддерживать как протокол SATA, так и протокол PCIe. И наоборот, они могут поддерживать только один из двух протоколов.

Если концевое контакты SSD имеют ключ B+M, они физически подходят к любому хост-разъему, однако необходимо изучить спецификацию системной платы/производителя системы, чтобы убедиться в совместимости протоколов.


Как узнать, какой длины SSD M.2 поддерживает системная плата?

Следует всегда изучать информацию производителя системной платы/системы для проверки поддерживаемых вариантов длины карт, однако большинство системных плат поддерживает 2260, 2280 и 22110. Многие системные платы имеют перемещаемый фиксирующий винт, позволяющий пользователю установить SSD M.2 2242, 2260, 2280 или даже 22100 . Объем пространства на системной плате ограничивает размер устанавливаемых в разъем и используемых SSD M.2.


Что означает "socket 1, 2 или 3"?

Различные типы разъемов являются частью спецификации и используются для поддержки специальных типов устройств в разъеме.

Socket 1 предназначен для Wi-Fi, Bluetooth®, NFC и WI Gig

Socket 2 предназначен для WWAN, SSD (кэш-память) и GNSS

Socket 3 предназначен для SSD (SATA и PCIe, скорость до x4)


Socket 2 поддерживает и WWAN, и SSD?

Если в системе есть и не используется Socket 2 для поддержки карты WWAN, его можно использовать для SSD M.2 (обычно компактного форм-фактора, например 2242), если он имеет ключ B. SSD M.2 SATA можно вставить в совместимые разъемы WWAN, если системная плата поддерживает его. Обычно используются SSD M.2 2242 малой емкости для кэширования вместе с 2,5-дюймовым жестким диском. В любом случае следует изучить документацию по системе, чтобы проверить поддержку M.2.


Возможно ли горячее подключение SSD M.2?

Нет, SSD M.2 не предназначены для горячего подключения. Установка и удаление SSD M.2 допускается только при отключенном питании системы.


Что такое односторонние и двухсторонние SSD M.2?

Для некоторых встраиваемых систем с ограниченным пространством спецификации M.2 предусматривают различную толщину SSD M.2 – 3 односторонних версии (S1, S2 и S3) и 5 двухсторонних версий (D1, D2, D3, D4 и D5). Некоторые платформы могут иметь определенные требования вследствие ограничений пространства под разъемом M.2, см. рисунок ниже (собственность LSI).


SSDM.2 Kingston соответствуют спецификациям двухсторонних M.2 и могут устанавливаться в большинство системных плат, совместимых с двухсторонними SSD M.2; обратитесь к своему торговому представителю, если вам требуются односторонние SSD для встраиваемых систем.


Что планируется в будущем?

SSD M.2 PCIe следующего поколения перейдут от использования старых драйверов AHCI, встроенных сейчас в операционные системы, к новой архитектуре, использующей новый хост-интерфейс Non-Volatile Memory Express (NVMe). NVMe с самого начала разрабатывался с поддержкой SSD на основе NAND (и, возможно, более новой энергонезависимой памяти) и обеспечивает еще более высокие уровни производительности. Предварительное производственное тестирование показывает, что его скорости в 4–6 раз выше, чем у современных SSD SATA 3.0.

Ожидается, что его начнут внедрять в 2015 году в корпоративной сфере, а затем перенесут на клиентские системы. Поскольку промышленность подготавливает экосистему для выпуска SSD NVMe, во многих операционных системах уже существуют бета-версии драйверов.

Всем привет!

M2, SATA, PCI Express – Что лучше?

Перед тем как отвечать на данный вопрос, стоит ознакомиться с терминологией.
Начнем с самого простого и привычного – Что такое SSD?

Solid-State Drive – Это способ хранения данных. То есть, если мы говорим про жесткий диск, то подразумеваем, что данные хранятся на круглых магнитных пластинах, а если говорим про SSD, то предполагается, что они содержатся на чипах памяти.

M2 или SSD что лучше?

Форм-фактор

По размеру они такие, как и 2.5 дюймовые жесткие диски, но так как это SSD, то внутри корпуса находятся чипы памяти, на которых хранятся данные.

Подключаются все это дело к материнской плате с помощью SATA-коннектора.
Также есть более экзотичные варианты, такие как M2 накопители.
Это тонкие, длинные и по сути голые платы на которых видны те самые чипы.

SSD от Samsung

Это такой же SSD накопитель, только использующий тип подключения/разъем, который называется M2. Также есть еще PCI Express накопители, правда зачастую, это те же M2 накопители, которые просто вставлены в переходник на PCI Express и все это продается одним комплектом.

Протокол и интерфейс

С размерами и типами подключения стало все понятно. Осталось изучить такую вещь как протокол. Простым языком это технология общения накопителя с остальными компонентами компьютера и в частности процессором.
Самые обычные 2.5 дюймовые SATA SSD используют протокол AHCI, который был разработан довольно давно для использования жестких дисков и как следствие имеет ограничения. Само SATA подключение также ограничено пропускной способностью 550-600 MB/s.

Как раз для того, чтобы обойти эти скоростные ограничения были придуманы PCI Express и M2, правда они все также используют, либо эмулируют AHSI, но из-за нового интерфейса имеют пропускную способность гораздо выше чем их предшественники.

Также относительно недавно был разработан протокол NVMe, который может передавать уже до 65 000 очередей, в то время как AHSI только 32 очереди.

Пора перейти от слов к делу и посмотреть на сравнение интерфейсов:

Преимущества и недостатки

Преимущества:

1. Малогабаритность. Даже довольное малые, по сравнению с HDD, SSD – требуют отдельного место в корпусе персонального компьютера, М2 же идет почти в плотную к материнской плате, за счёт чего подходит даже для ноутбуков, в которых нет пространства для стандартных SSD.
2. Универсальность. SSD с форм-фактором М2 могут подключаться как через SATA и PCI-E, так и в свой М2 разъем. С обычным жестким или твердотельным диском такого не сделаешь.
3. Высокая производительность и малое потребление ресурсов. Как показывают большинство тестов интерфейс М2 действительно превосходит привычный нам SATA, а также требует меньше энергии.
4. Отсутствие дополнительного питания. Для стандартных дисков нужен дополнительный кабель от блока питания формата 15Pin, для М2 – нет.

Недостатки:

1. Сложность совместимости с компьютерами.
   Перед покупкой SSD M.2 вы должны убедиться, что ваша материнская плата поддерживает данный разъем. Для этого надо знать присутствует ли сам разъем на плате, а затем и совместимость конкретного диска и платы. Также нужно знать длину SSD и проверить подходит ли она вам.
2. Перегрев.
   Длительная запись на диск нагревает чип до очень высокой температуры, из-за этого срабатывает контроллер, который сбавляет скорость записи, чтобы охладиться. Такая проблема возникает не так часто, но производители уже начали выпускать накопители с внешним охлаждением в виде радиаторов.
3. Цена
   Раньше ССД М.2 стоили на порядок выше, чем их аналоги на SATA интерфейсе, но на 2018 год ситуация довольно быстро выровнялись и в среднем ценовом сегменте (8-14 т.р) диски на М.2 стоят всего на 2000-3000 тысячи дороже, чем их предшественники.
4. Гарантия
   Если вы думаете выбирать дорогой диск с запасом на будущее, обязательно убедитесь, чтобы срок гарантии вашего устройства был долгим. В последнее время практически все именитые производители – например: Samsung, Intel, Plextor, Western Digital дают несколько лет гарантии

Заключение

Подводя итог, хочется сказать, что интерфейс M2, а в частности технология NVMe – это новый стандарт, на который будут переходить все производители.

Поэтому начать ознакомление с данными технологиями нужно начать как можно раньше или же в ближайшее время, так как цены уже снизились из-за конкуренции среди производителей.

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.