Что нужно знать про M.2 (NGFF) – разбираемся в сокетах, ключах, размерах и назначении. M2 или ssd что лучше для обычного смертного? Виды m 2

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.

Интерфейс SSD	Максимальная теоретическая пропускная способность	Максимальная реальная пропускная способность (оценка)
SATA III	6 Гбит/с (750 Мбайт/с)	600 Мбайт/с
PCIe 2.0 x2	8 Гбит/с (1 Гбайт/с)	800 Мбайт/с
PCIe 2.0 x4	16 Гбит/с (2 Гбайт/с)	1,6 Гбайт/с
PCIe 3.0 x4	32 Гбит/с (4 Гбайт/с)	3,2 Гбайт/с

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.

	Слот M.2 c ключом типа B (Socket 2)	Слот M.2 c ключом типа M (Socket 3)
Схема
Расположение ключа	Контакты 12-19	Контакты 59-66
Поддерживаемые интерфейсы	PCIe x2 и SATA (опционально)	PCIe x4 и SATA (опционально)

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.

	Ножевой разъём с ключом типа B	Ножевой разъём с ключом типа M	Ножевой разъём с ключами типа B и M
Схема
Расположение прорезей	Контакты 12-19	Контакты 59-66	Контакты 12-19 и 59-66
Интерфейс SSD	PCIe x2	PCIe x4	PCIe x2, PCIe x4 или SATA
Механическая совместимость	Слот M.2 c ключом типа B	Слот M.2 c ключом типа М	Слоты M.2 c ключами типа B или типа M
Распространённые модели SSD	Нет	Samsung XP941 (PCIe x4)	Большинство M.2 SATA SSD Plextor M6e (PCIe x2)

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.

Crucial M500

Твердотельный накопитель Crucial M500 в формате M.2 — это аналог хорошо знакомой нам одноимённой 2,5-дюймовой модели . Архитектурных различий между «большим» флеш-накопителем и его M.2-собратом нет никаких, а значит, мы имеем дело с недорогими SSD, основанными на популярном контроллере Marvell 88SS9187 и комплектующимися 20-нм флеш-памятью производства Micron c 128-гигабитными ядрами. Чтобы уместить накопитель на M.2-карте, размеры которой составляют всего 22 × 80 мм, использована более тесная компоновка и микросхемы флеш-памяти с более плотной упаковкой кристаллов MLC NAND. Иными словами, Crucial M500 вряд ли способен удивить кого-то своей аппаратной конструкцией, всё в ней привычно и давно знакомо.

На тесты мы получили две модели — ёмкостью 120 и 240 Гбайт. Как и в 2,5-дюймовых SSD, их ёмкости оказались несколько урезаны относительно привычных кратных 16 Гбайт объёмов, что означает наличие большей резервной области, занимающей в данном случае 13 процентов от общего массива флеш-памяти. Выглядят же M.2-версии Crucial M500 следующим образом:

Твердотельные накопители Kingston - это идеальное решение для повышения производительности, как для потребителей, так и для организаций. Твердотельные накопители Kingston имеют широкий диапазон моделей и емкостей, увеличивают срок жизни ПК и обеспечивают значительное повышение скорости, производительности и надежности работы по сравнению с обычными жесткими дисками.

Твердотельные накопители Kingston имеют двух-, трех- или пятилетнюю гарантию, бесплатную техническую поддержку и отличаются легендарной надежностью Kingston; они обеспечивают безопасность данных и запас ресурсов для повышения производительности в будущем.

Если у вас есть вопросы, связанные с твердотельными накопителями Kingston, здесь вы сможете найти на них ответы. Если вы не нашли ответ на ваш вопрос здесь, посетите указанные ниже страницы с описанием продукции или обратитесь к представителю Kingston.

Часто задаваемые вопросы

SSD 101

Что такое SSD?

SSD — это сокращение от «solid-state drive» (твердотельный накопитель). В накопителях SSD используются микросхемы памяти NAND Flash или DRAM, которые заменяют магнитные пластины и другие механические компоненты, которые применяются в стандартных жестких дисках (HDD).

Насколько быстрее работают SSD?

Сложно сказать, т.к. двух одинаковых систем не существует. На производительность могут влиять ОС, загруженные драйверы, используемые приложения, скорость/конфигурация процессора и многие другие факторы. Существуют различные веб-сайты и журналы, проводившие испытательные сравнения SSD и HDD, при этом выяснилось, что SSD намного быстрее. Например, если сравнивать скорость произвольного чтения, то SSD более чем на 20 000% быстрее, чем высокоскоростные HDD.

Стоит отметить, что накопители SSD не имеют физических ограничений, характерных для жестких дисков. Пластины HDD имеют круглую форму (как и CD-диски) и доступ к данным, находящимся ближе к центру, осуществляется медленнее, чем к данным у края пластины. Для доступа ко всем данным на SSD требуется одинаковое время. Эффективность HDD также падает с увеличением фрагментации данных, в то время как на производительность SSD она не оказывает существенного влияния, даже если данные не расположены в непрерывной последовательности.

Что такое IOPS?

Input Output per Second (IOPS, количество операций ввода/вывода в секунду) — величина, показывающая количество транзакций (операций чтения или записи) в секунду, которое способно поддерживать устройство хранения данных (HDD или SSD). IOPS не следует путать со скоростью чтения/записи; значение IOPS в существенной степени связано с нагрузкой на сервер.

Что означает «выравнивание износа»? Насколько это важно?

В накопителях SSD для хранения данных используется флеш-память NAND. Один из недостатков памяти NAND заключается в том, что ячейки флеш-памяти с течением времени изнашиваются. Чтобы продлить срок службы памяти, в контроллере памяти SSD используются различные алгоритмы, которые помогают распределять данные по всем ячейкам памяти. Это предотвращает слишком частое использование каждой конкретной ячейки или группы ячеек. Использование технологии выравнивания износа широко распространено и очень эффективно.

Почему емкость моего SSD меньше, чем у некоторых других?

Для увеличения производительности и эксплуатационного ресурса некоторые производители SSD резервируют часть емкости накопителя из пользовательской области и передают ее контроллеру. Этот прием называется выделением (увеличением) резервной области накопителя, он увеличивает производительность и срок службы SSD. Все современные твердотельные накопители Kingston отличаются возможностью увеличения резервной области, и их емкость составляет 120ГБ, 240ГБ, 480ГБ, 960ГБ, 1,92ТБ и 3,84ТБ. .

SSD изнашивается или теряет скорость при долгом использовании?

Флеш-память NAND, используемая в USB-накопителях, картах памяти SD и SSD-накопителях имеет ограничения по эксплуатационному ресурсу; это означает, что нельзя записывать на нее данные вечно. Продукция на основе флеш-памяти со временем изнашивается, однако благодаря таким функциям, как выравнивание износа и увеличение резервной области, SSD обычно работают дольше, чем системы, в которых они установлены. Мы измеряем эксплуатационный ресурс накопителя в объеме записанных данных в терабайтах (TBW, Terabytes Written); в зависимости от емкости накопителя вы можете записать от сотен терабайт до петабайт данных. Скорость SSD не изменяется в течение всего срока службы накопителя. .

Что такое атрибуты SMART?

S.M.A.R.T. расшифровывается как «Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology» (технология самодиагностики, анализа и создания отчетов) и является частью стандарта ATA. Атрибуты SMART используются для оценки «здоровья» накопителя и предназначены для уведомления пользователя (администратора, программы и т.п.) об угрозе отказа накопителя.

Можно ли использовать SSD во внешнем корпусе через USB или e-SATA?

Да. Да, SSD-накопители Kingston можно использовать во внешних корпусах USB, e-SATA, Thunderbolt и Firewire. Следует учесть, что при выборе пользователем включения пароля через команду безопасности ATA накопитель будет недоступен через внешний корпус.

Сравнение SSD и HDD

В чем разница?

В жестких дисках HDD используются технология «вращающихся магнитных пластин», которая применяется с середины 50-х годов прошлого века. Данные записываются на эти диски и считываются с дисков с помощью движущихся магнитных головок. Диски HDD представляют собой механические устройства со множеством движущихся частей, поэтому они в большей степени подвержены механическим поломкам и отказам из-за отрицательного влияния внешних условий, например, высокой или низкой температуры, механических ударов и вибрации.

Почему SSD стоят дороже, чем HDD?

Хотя рынок твердотельных накопителей растет и набирает популярность, он все еще относительно новый. Как и в случае с другими технологиями, нужно дождаться роста продаж до уровня, при котором стоимость производства будет уменьшаться. За последние несколько лет разрыв в ценах на SSD и HDD стал значительно меньше.

Существуют ли какие-либо недостатки перехода с жестких дисков на твердотельные накопители?

Единственным фактором в пользу жестких дисков является цена за гигабайт. В настоящее время продаются жесткие диски с емкостями от 500ГБ и более, а твердотельные накопители продаются с емкостями 120ГБ и более. В настоящее время Kingston предлагает твердотельные накопители емкостью от 120ГБ до 3,84ГБ.

Следует приобретать традиционные HDD, если вам нужно хранить большие объемы данных, и выбирать SSD, если вам более важна скорость. Обычно SSD используют в качестве загрузочного накопителя, содержащего ОС и приложения, а HDD — для хранения файлов данных.

Могу ли я перенести данные или ОС с имеющегося HDD-накопителя на новый SSD-накопитель?

Да. Kingston предлагает SSD-накопители в комплектах для модернизации, которые содержат все необходимое для замены HDD-накопителя ноутбука или настольного компьютера на твердотельный накопитель Kingston, включая программное обеспечение для удобного переноса ОС и важных данных. Обратите внимание, что производственные единицы (SKU), оснащенные только SSD, не включают в себя программное обеспечение. Если вам нужно клонировать ваш жесткий диск на новый твердотельный накопитель, вам понадобится комплект пакетов компьютерного обеспечения.

Требуется ли для SSD дефрагментация также как для HDD?

Нет. SSD никогда не нужно дефрагментировать. Дефрагментация может сократить срок службы SSD. Если ваша система настроена на автоматическую дефрагментацию, лучше отключить дефрагментацию при использовании SSD. Некоторые операционные системы выполняют дефрагментацию автоматически, поэтому необходимо отключить эту функцию для твердотельных накопителей Kingston.

M.2 Разъяснение накопителей M.2 SSD

Что такое M.2? То же самое, что и NGFF?

M.2 разработан организациями стандартизирования PCI-SIG и SATA-IO и описывается в спецификациях PCI-SIG M.2 и SATA ред. 3.2. Ранее он назывался Next Generation Form Factor (NGFF, форм-фактор нового поколения), а в 2013 году был формально переименован в M.2. Многие по-прежнему называют M.2 стандартом NGFF.

Компактный форм-фактор M.2 применяется ко многим типам расширительных плат, таким как Wi-Fi, Bluetooth, спутниковая навигация, Near Field Communication (NFC, связь малого радиуса действия), цифровое радио, Wireless Gigabit Alliance (WiGig, альянс по беспроводной гигабитной связи), Wireless WAN (WWAN), и твердотельные накопители (SSD).

M.2 имеет подгруппу особых форм-факторов специально для SSD.

Зачем мне следует его устанавливать?

Все SSD M.2 имеют утапливаемое крепление в разъемах M.2 системных плат. Форм-фактор M.2 обеспечивает возможность повышенной производительности при пониженном потреблении ресурсов, а также технологического усовершенствования SSD в будущем. Кроме того, для подключения карт не требуются кабели питания или данных. Как и SSD mSATA, накопители SSD M.2 просто вставляются в разъем.

Что означают «односторонний» и «двусторонний»?

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). Для некоторых платформ могут применяться особые требования из-за ограниченного пространства под разъемом M.2.

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.

В каких системах он работает?

Есть много ноутбуков и системных плат, которые поддерживают SSD M.2. Перед покупкой SSD M.2 изучите спецификации системы и руководство пользователя, чтобы убедиться в совместимости.

Каковы различные размеры M.2 SSD?

Для модулей SSD M.2 наиболее часто используются размеры 22мм (ширина) x 30мм (длина), 22мм x 42мм, 22мм x 60мм, 22мм x 80мм и 22мм x 110мм. Платы называются в соответствии с их размерами, приведенными выше: первые 2 цифры определяют ширину (все по 22мм), а оставшиеся цифры определяют длину от 30мм до 110мм. Итак, SSD M.2 указаны как 2230, 2242, 2260, 2280 и 22110.

На рисунке ниже представлен 2,5-дюймовый SSD и SSD M.2 2242, 2260 и 2280:

Почему имеются разные значения длины?

Есть 2 следующие причины для использования разных значений длины.

Различные длины позволяют использовать различные емкости накопителей SSD; чем длиннее накопитель, тем больше микросхем NAND можно в него установить вместе с контроллером и иногда с микросхемой памяти DRAM. Варианты длины 2230 и 2242 поддерживают 1-3 микросхемы NAND, а 2280 и 22110 поддерживают до 8 микросхем NAND, что позволяет создавать SSD емкостью до 1ТБ в самых больших форм-факторах M.2.
Размер M.2 может быть ограничен размером гнезда в системной плате: некоторые ноутбуки могут поддерживать M.2 для кэширования, однако имеют мало свободного места, в которое можно установить только SSD M.2 2242 (SSD M.2 2230 меньше по размеру, но в большинстве случаев не требуются там, где можно установить SSD M.2 2242).

SSD M.2 - это то же самое, что и SSD mSATA?

Нет, они отличаются. M.2 поддерживает варианты интерфейса накопителей SATA и PCIe, а mSATA — только SATA. Физически они отличаются по внешнему виду и не могут подключаться к одинаковым системным разъемам.

M.2 2280 (выше) в сравнении с mSATA. Обратите внимание на ключи (или прорези), которые предотвращают размещение карты в несовместимых разъемах.

Для чего он создавался?

Форм-фактор M.2 создан для обеспечения различных вариантов карт с компактными форм-факторами, в том числе SSD. Ранее в SSD использовался mSATA благодаря самому маленькому форм-фактору, однако mSATA невозможно масштабировать до емкостей в 1ТБ за разумную цену. Поэтому была выбрана новая спецификация M.2, обеспечивающая различные размеры и емкости карт SSD M.2. Спецификация M.2 позволяет производителям систем стандартизировать общий компактный форм-фактор, который при необходимости можно использовать с большими емкостями накопителей.

Нужен ли специальный драйвер для работы SSD M.2?

Нет, SSD M.2 SATA и PCIe используют стандартные драйверы AHCI, встроенные в ОС. Однако может потребоваться включение SSD M.2 в BIOS системы для его использования.

Почему нужно включать SSD M.2 в BIOS?

В некоторых случаях разъем SSD M.2 может делить каналы PCIe или порты SATA с другими устройствами на системной плате. Изучите документацию своей системной платы, поскольку при одновременном использовании обоих общих портов одно из устройств может отключиться.

Что означают разные модульные ключи?

Спецификация M.2 предусматривает 12 типов ключей или прорезей на карте M.2 или в интерфейсе разъема; многие из них зарезервированы для использования в будущем:

Уже назначенные ключи M.2 (к SSD M.2 относятся только B и M)
Источник: All About M.2 SSDs, SNIA, June 2014.

Специально для накопителей SSD M.2 обычно используют 3 вида ключей:

Концевой контакт ключа B может поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью PCIe x2 (1000МБ/с) на шине PCIe.
Концевой контакт ключа M может 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.
Концевой контакт ключа B+M может поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью x2 на шине PCIe.

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

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.

В чем преимущество наличия ключа B+M?

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.

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

Вам всегда следует читать информацию от производителя системной платы/системы, чтобы убедиться в том, какие значения длины поддерживаются, однако многие системные платы будут поддерживать 2260, 2280 и 22110. На многих системных платах предусмотрена возможность нескольких смещений фиксирующих винтов, что позволяет пользователю закрепить SSD 2242, 2260, 2280 или даже 22100 M.2. 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)

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.

Сравнение SSD M.2 SATA и SSD M.2 PCIe

Быстрее ли SSD M.2 SATA обычных 2.5-дюймовых SSD SATA или mSATA?

Производительность будет сравнимой; она также зависит от типа контроллера хост-системы, в которой используются SSD, а также от внутренней схемы и контроллера каждого SSD. Спецификация SATA 3.0 поддерживает до 600МБ/с в форм-факторах SSD 2,5-дюйма, mSATA или M.2.

Что произойдет при подключении SSD PCIe M.2 к порту SATA M.2, и наоборот?

Если хост-система не поддерживает протокол PCIe, SSD PCIe M.2 скорее всего не распознается системой BIOS и поэтому не будет совместим с системой. Аналогично, при установке SSD SATA M.2 в разъем, поддерживающий только SSD PCIe M.2, накопитель SSD SATA M.2 невозможно будет использовать.

Что произойдет, если подключить SSD PCIe x4 M.2 к порту, поддерживающему только скорости PCIe x2?

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:

#M.2_key #M.2_socket_3 #M.2_type #M.2_разъем #M.2_wifi #2230 #2242 #2260 #2280 #22110

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

Type XX XX-XX -X-X* Type XX XX-XX-X -X* Будущий интерфейс памяти (FMI)

Название ключа M.2 (Key ID)	Количество задействованных контактов разъема M.2, шт.	Варианты логического интерфейса разъема M.2
A	8-15	PCIe x2 / USB / I2C / DP x4
B	12-19	PCIe x2 / SATA / USB / PMC / IUM / SSIC / UART-I2C
C	16-23
D	20-27	Ключ зарезервирован для будущих применений
E	24-31	PCIe x2 / USB / I2C-ME / SDIO / UART / PCM
F	28-35
G	39-46	Не будет использоваться для стандартных M.2 устройств. Зарезервирован для сторонних устройств.
H	43-50	Ключ зарезервирован для будущих применений
J	47-54	Ключ зарезервирован для будущих применений
K	51-58	Ключ зарезервирован для будущих применений
L	55-62	Ключ зарезервирован для будущих применений
M	59-66	PCIe x4 / SATA

* - 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:

	Припаиваются к материнской плате			Для установки в разъем M.2
	Типоразмер модуля M.2	Высота	Контакты идентичны ключу	Ключ разъема M.2	Типоразмер модуля M.2	Высота модуля	Ключ коннектора M.2 на модуле
Socket 1 Обычно, модули связи (WIFi адаптеры, Bluetooth, NFC и прочее)	1216	S1	E
				A, E	1630	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
	2226	S3	E	A, E	2230	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
	3026	S3	A	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 Только для SSD дисков с интерфейсом M.2 (по крайней мере, пока что)				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

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.

Именно по этой причине производители материнских плат для установки SSD делают разъем M.2 с ключом M и двумя логическими интерфейсами на выбор - PCIe или SATA. Но бывают исключения, когда разъем M.2 на плате подключен только к шине PCIe или только к SATA контроллеру - с этим нужно быть внимательнее при выборе подходящего .

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:

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?

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"?

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?

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).

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.