Ssd разъем m 2. Какие виды SSD-накопителей существуют? Рассматриваем PCI-Express, M.2, mSATA и SATA Express. Новые решения в хранении данных

Что в прошлом, что в этом году статьи про SSD можно смело начинать с одного и того же пассажа: «Рынок твердотельных накопителей стоит на пороге серьёзных изменений». Вот уже который месяц подряд мы с нетерпением ждём того момента, когда производители, наконец, приступят к выпуску принципиально новых моделей массовых SSD для персональных компьютеров, которые вместо привычного интерфейса SATA 6 Гбит/с будут использовать более скоростную шину PCI Express. Но светлый момент, когда рынок наводнят свежие и заметно более высокопроизводительные решения, всё откладывается и откладывается, главным образом из-за задержек с доведением до ума необходимых контроллеров. Те же единичные модели потребительских SSD с шиной PCI Express, которые всё-таки становятся доступны, пока носят явно экспериментальный характер и не могут поразить нас своим быстродействием.

Находясь в таком томительном ожидании перемен, несложно упустить из виду другие события, которые пусть и не оказывают основополагающего влияния на всю индустрию, но тем не менее тоже важны и интересны. Что-то подобное как раз и случилось с нами: незаметно на рынке потребительских SSD получили распространение новые веяния, на которые мы до сих пор почти не обращали внимания. В продаже стали массово появляться SSD нового формата — M.2. Ещё пару лет назад об этом форм-факторе говорилось лишь как о перспективном стандарте, но за последние год-полтора он сумел обрести огромное число сторонников и среди разработчиков платформ, и среди производителей SSD. В результате сегодня накопители в формате M.2 — не редкость, а повседневная реальность. Их выпускают многие производители, они свободно продаются в магазинах и повсеместно устанавливаются в компьютеры. Более того, формат M.2 сумел отвоевать себе место не только в мобильных системах, для которых он предназначался изначально. Многие материнские платы для настольных компьютеров сегодня тоже комплектуются слотом M.2, в результате чего такие SSD активно проникают в том числе и в классические десктопы.

Учитывая всё это, мы пришли к выводу о необходимости обратить пристальное внимание на твердотельные накопители в формате M.2. Несмотря на то, что многие модели таких флеш-дисков являются аналогами привычных 2,5-дюймовых SATA SSD, которые тестируются нашей лабораторией на регулярной основе, среди них есть и самобытные продукты, не имеющие близнецов классического форм-фактора. Поэтому мы решили наверстать упущенное и провести единое сводное тестирование имеющихся в отечественных магазинах M.2 SSD наиболее ходовых ёмкостей 128 и 256 Гбайт. Помощь в осуществлении этой затеи нам оказала московская компания «Регард », предлагающая чрезвычайно широкий ассортимент SSD, в том числе и в форм-факторе M.2.

⇡ Единство и многообразие мира M.2

Слоты и карты формата M.2 (ранее данный формат именовался Next Generation Form Factor — NGFF) изначально разрабатывались как более скоростная и более компактная замена для mSATA — популярного стандарта, используемого твердотельными накопителями в различных мобильных платформах. Но в отличие от своего предшественника M.2 предлагает принципиально большую гибкость как в логической, так и в механической части. Новый стандарт описывает несколько вариантов длины и ширины карт, а также позволяет использовать для подключения твердотельных накопителей как SATA, так и более скоростной интерфейс PCI Express.

В том, что PCI Express сменит привычные нам интерфейсы накопителей, нет никаких сомнений. Непосредственное использование этой шины без дополнительных надстроек позволяет снизить латентности при обращении к данным, а благодаря её масштабируемости существенно увеличивает пропускную способность. Даже две линии PCI Express 2.0 способны обеспечить заметно большую скорость передачи данных по сравнению с привычным интерфейсом SATA 6 Гбит/с, а стандарт M.2 позволяет устанавливать соединение с SSD с привлечением до четырёх линий PCI Express 3.0. Заложенный таким образом фундамент для роста пропускной способности повлечет появление нового поколения высокоскоростных твердотельных накопителей, способных обеспечить более быструю загрузку операционной системы и приложений, а также уменьшение задержек при перемещении значительных объёмов данных.

Формально стандарт M.2 представляет собой мобильную разновидность протокола SATA Express, описанного в спецификации SATA 3.2. Однако сложилось так, что за последнюю пару лет M.2 распространился гораздо шире SATA Express: разъёмы M.2 сегодня можно обнаружить на актуальных материнских платах и в ноутбуках, а SSD в форм-факторе M.2 повсеместно доступны в продаже. SATA Express же подобной поддержкой со стороны индустрии похвастать не способен. Отчасти это связано с большей гибкостью M.2: в зависимости от реализации данный интерфейс может быть совместим с устройствами, работающими по протоколам SATA, PCI Express и даже USB 3.0. Причём в своём максимальном варианте M.2 поддерживает до четырёх линий PCI Express, в то время как разъёмы SATA Express способны обеспечить передачу данных лишь по двум таким линиям. Иными словами, сегодня именно слоты M.2 представляются не только удобным, но и более перспективным фундаментом для будущих SSD. Они не только подходят и для мобильных, и для десктопных применений, но и способны обеспечить самую высокую пропускную способность среди всех существующих вариантов подключения потребительских твердотельных накопителей.

Однако учитывая тот факт, что ключевым свойством стандарта M.2 выступает многообразие его видов, следует иметь в виду, что далеко не все M.2-накопители одинаковы, а их совместимость с различными вариантами соответствующих слотов — это отдельная история. Начать следует с того, что платы доступных на рынке твердотельных накопителей в форм-факторе M.2 обладают шириной 22 мм, но имеют пять вариантов длины: 30, 42, 60, 80 или 110 мм. Данная размерность находит отражение в маркировке, например форм-фактор M.2 2280 означает, что карта накопителя имеет ширину 22 мм и длину 80 мм. Для слотов же M.2 обычно указывается полный перечень размерностей карт накопителей, с которыми они могут быть физически совместимы.

Второй признак, вносящий дифференциацию в разные варианты M.2, — это «ключи» в щелевом слоте и, соответственно, в ножевом разъёме карт, которые препятствуют установке плат накопителей в логически несовместимые с ними разъёмы. На данный момент для M.2 SSD используется два варианта расположения ключей из описанных в спецификации одиннадцати разных положений. Ещё два варианта нашли применение на WLAN и Bluetooth-картах в форм-факторе M.2 (да, бывает и такое —например, беспроводной адаптер Intel 7260NGW), а семь положений ключей зарезервированы на будущее.

Слоты M.2 могут обладать лишь одним ключом-перегородкой, но M.2-карты могут иметь по несколько ключей-вырезов сразу, что сделает их совместимыми с несколькими типами слотов одновременно. Ключ типа B, расположенный вместо контактов с номерами 12-19, означает, что в слот подведено не более двух линий PCI Express. Ключ типа М, занимающий контактные позиции 59-66, означает, что слот обладает четырьмя линиями PCI Express и поэтому может обеспечить более высокую производительность. Иными словами, карта M.2 должна не только подходить по размеру, но и иметь совместимое со слотом расположение ключей. При этом ключи не только ограничивают механическую совместимость между различными разъёмами и платами форм-фактора M.2, но и выполняют ещё одну функцию: их расположение препятствует неправильной установке накопителей в слоте.

Приведённая в таблице информация должна помочь правильно идентифицировать имеющийся в системе тип слота. Но нужно иметь в виду, что возможность механической состыковки слота и разъёма является лишь необходимым, но не достаточным условием для их полной логической совместимости. Дело в том, что в слоты с ключами B и M может быть выведен не только интерфейс PCI Express, но и SATA, однако расположение ключей не даёт никакой информации о его отсутствии или наличии. То же самое касается и разъёмов M.2 карт.

Есть и еще одна проблема. Она заключается в том, что многие разработчики материнских плат игнорируют требования спецификаций и устанавливают на свои продукты наиболее «крутые» слоты с ключом типа M, но заводят на них при этом лишь две из четырёх положенных линий PCIe. Кроме того, имеющиеся на материнских платах M.2-слоты могут быть вообще не совместимы с SATA-накопителями. В частности, своей любовью к установке M.2-слотов с урезанной SATA-функциональностью грешит компания ASUS. На эти вызовы адекватно отвечают и производители SSD, многие из которых предпочитают делать на своих картах сразу оба ключа-выреза, чем они обеспечивают возможность физической установки накопителей в слоты M.2 любого типа.

В итоге получается, что определить реальные возможности, совместимость и наличие интерфейса SATA в слотах и разъёмах M.2 по одним только внешним признакам невозможно. Поэтому полную информацию об особенностях реализации тех или иных слотов и накопителей можно получить только из паспортных характеристик конкретного устройства.

К счастью, на данный момент ассортимент M.2-накопителей не столь велик, так что ситуация не успела запутаться окончательно. Фактически на рынке пока представлена лишь одна модель M.2-накопителя с интерфейсом PCIe x2 — Plextor M6e — и одна модель с интерфейсом PCIe x4 — Samsung XP941. Все остальные доступные в магазинах флеш-накопители в форм-факторе M.2 используют привычный протокол SATA 6 Гбайт/с. При этом все встречающиеся в отечественных магазинах M.2 SSD имеют по два ключа-выреза — в положениях B и M. Исключением является лишь Samsung XP941, у которого есть только один ключ — в позиции M, но он в России не продаётся.

Тем не менее если в компьютере или на материнской плате имеется слот M.2, и вы планируете заполнить его твердотельным накопителем, то предварительно нужно проверить несколько вещей:

• Поддерживает ли ваша система M.2 SATA SSD, M.2 PCIe SSD или оба варианта накопителей сразу?
• Если в системе есть поддержка M.2 PCIe-накопителей, то сколько линий PCI Express заведено на слот M.2?
• Какое расположение ключей на карте SSD допускает имеющийся в системе слот M.2?
• Какова максимальная длина карты M.2, которую можно установить в вашу материнскую плату?

И только после того, как вы сможете определённо ответить на все эти вопросы, можно переходить к выбору подходящей модели SSD.

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.

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.

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.

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.

1. 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.
2. 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.