Жесткие диски ssd m 2. В чем отличие SSD sata накопителей от SSD m2? Работа TRIM и фоновой сборки мусора

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.

И на ютубе, и мне был задан вопрос, а можно ли в нем заменить обычный HDD диск современным, существенно более производительным SSD-диском? Конечно можно, но вот зачем? Не в том смысле, что я почему-то противник новых технологий, но, как мне кажется, уже сформировался стереотип мышления: жесткий диск выбросить, установить на его место твердотельный накопитель, и наступит благодать. Так то оно так, но все немного интереснее. Установка SSD в ноутбук может быть произведена несколькими способами. Давайте разберемся. Рассмотрим интерфейсы жестких дисков ноутбука, их варианты и возможности.

HDD vs SSD

Описывать преимущества твердотельных дисков перед обычными винчестерами смысла нет никакого. Достоинства и недостатки каждого хорошо известны любому, кто отличает «ноту до от ноты фа», или, в переложении к компьютерной тематике, процессорный сокет от интерфейса подключения дисков. Речь хочу повести немного о другом. Чтобы не быть голословным, возьмем для примера пару-тройку современных SSD-накопителей, относящихся к разным классам, от бюджетного до топового производительного устройства. Ну и для компании – обычный жесткий диск, просто для сравнения.

Сразу оговорюсь, что SSD-диски я выберу емкостью 256 Гб, ибо считаю, что на данный момент это оптимальный объем как по деньгам, так и по достаточности места для установки операционной системы, нужных программ. Винчестер же возьму емкостью 1 Тб. Для нашего разговора емкость диска не важна. Я сразу приведу кое-какие характеристики каждой модели, в частности, пиковую скорость чтения/записи. Остальные параметры в данный момент нас не интересуют.

Заметили закономерность у всех твердотельных дисков? Максимальная скорость чтения/записи практически одинаковая у всех. При том, что цены различаются в несколько раз. Конечно, другие параметры дисков, как то: используемые контроллеры, тип установленной флеш-памяти, скорость случайного чтения/записи на блоках разного размера и т. п. будут различаться. Почему так?

Ответ кроется в интерфейсе, используемом для подключения накопителя, будь то винчестер или SSD для ноутбука или стационарного компьютера. Об интерфейсах и пойдет далее речь.

SATA, mSATA, M.2

Современные ноутбуки, как и стационарные компьютеры, как минимум имеют один, но чаще, несколько SATA-разъемов для подключения. Можно встретить и mSATA разъем, или M.2. Чем они различаются, что могут предложить в плане скоростных показателей и удобства использования? Немного теории.

Предупрежу сразу, оперировать будет примерными цифрами, дающими верное представление по возможностях интерфейса, но не усложняющие расчеты. Для простоты будем считать в килобайте 1000 байт.

SATA

Этот интерфейс пришел на смену уже ушедшему в историю PATA. Сейчас уже существует третья версия этого интерфейса. Кратко упомянем характеристики каждой версии:

1. SATA 1. Спецификация представлена в 2003-м году. Частота шины, на которой работал контроллер, составляла 1.5 ГГц. Это позволило достичь пропускной способности 1.5 Гбит/с, или примерно 150 Мбайт/с.
2. SATA 2. Частота шины была удвоена, до 3 ГГц, что удвоило и пропускную способность до 3 Гбит/с, или 300 Мбайт/с.
3. SATA 3. Частота шины контроллера опять увеличилась и достигла 6 ГГц. Пропускная способность – 6 Гбит/с, примерно 550-600 Мбайт/с.

Может возникнуть вопрос, если в байте 8 бит, то и пропускная способность должна быть выше, чем указано, ведь если разделить 6 Гбит на 8 получится 750 Мбайт/с. Дело в том, что при передаче данных используется система кодирования «8b/10b», при которой каждый байт данных сопровождается двумя битами служебной информации.

Учитывая, что SATA 3 активно вытесняет старые версии, наиболее интересен именно он. Если внимательно приглядеться к приведенным характеристикам пропускной способности, то можно заметить одну интересную вещь: она примерно равна скорости чтения SSD-дисков. Вернее, сказать надо наоборот – современные SSD-диски при операции последовательного чтения достигли потолка возможностей интерфейса SATA 3.

Что касается обычных жестких дисков, то для них и версии SATA 2, на самом деле, много. Ни один винчестер не в состоянии достигнуть его предела по передаче данных. Что уж говорить про SATA 3. Целесообразность его использования заключается только при чтении/записи в буфер винчестера. Механика все равно не позволяет достигнуть таких скоростей передачи.

mSATA

Это некая модификация обычного SATA для применения в ноутбуках и прочих подобных устройствах. Он позволяет подключить компактный SSD накопитель. Принципиально ничем не отличается от того же SATA 3, используя тот же контроллер с теми же характеристиками. Его наличие в ноутбуке позволяет подключить дополнительный твердотельный накопитель в пару с обычным винчестером или заменяющим его 2.5-дюймовым твердотельным. Установка SSD в ноутбук этого форм-фактора все равно даст заметный выигрыш в скорости, и может оказаться весьма полезной процедурой для не самых современных компьютеров.

M.2

Вот на этом интерфейсе подключения накопителей остановимся немного подробнее. Он пришел на смену mSATA, имеет другой разъем, и служит для тех же целей – подключения компактных SSD накопителей. Кстати сказать, не только их, этот интерфейс пригоден для установки карт расширения, например, Wi-fi модулей, Bluetooth адаптеров и т. п. Сейчас нас интересует подключение дисков.

И интересует потому, что хоть к нему и подключаются накопители, от SATA он отличается существенно. И не только разъемом. Все прелесть в том, что помимо контроллера SATA используется и более мощная в плане скоростных характеристик шина PCI-Express. Эта шина также добралась до третьей версии, что дает возможность интерфейсу M.2 использовать 4 линии шины PCI-Express.

Если переводить это в цифры, то:

• 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.

Как видно, существенная разница по сравнению с SATA. Правда, следует оговориться. Подключаемый диск может использовать как интерфейс SATA, так и один из вариантов PCI-Express. К тому же важно, чтобы производитель материнской платы обеспечил выполнение требования спецификаций этого интерфейса.

Поясним таблицу. Диск от Plextor использует интерфейс SATA, что накладывает свои ограничения на скорость обмена накопителя с контроллером. Возможности используются полностью. Kingston же работает на другой шине, PCI-E, что заметно сказывается на производительности. К сожалению, и на цене тоже, но это уже другая тема.

Продолжая разговор об интерфейсе M.2, нельзя не сказать об различиях разъемов этого интерфейса, заключающихся в вариантах расположения ключей, т. е. вырезов. Формат разъема бывает следующих видов:

Тип ключа	B key (M.2 Socket2)	M key (M.2 Socket3)
Схема
Расположение ключа	Контакты 12-19	Контакты 59-66
Поддерживаемые интерфейсы	PCIe ×2, SATA, USB 3.0, Audio, PCM, IUM, SSIC и I2C	PCIe ×4 и SATA

Соответственно, SSD-диски имеют коннекторы также нескольких типов:

Тип ключа	B key	M key	M&B key
Схема
Расположение ключа	Контакты 12-19	Контакты 59-66	Контакты 12-19 и 59-66
Поддерживаемые интерфейсы	PCIe ×2, SATA	PCIe ×4, SATA	PCIe ×2, PCIe ×4, SATA

Как видно, SSD-накопители выпускаются не только с B или M, но и с универсальным M&B ключом, который позволяет устанавливать такой диск в любой разъем с ключом B или M.

Сразу становится понятно, чем разъем M.2 лучше SATA, к которому мы все уже привыкли. Название последнего говорит само за себя - интерфейс подключения дисков только один, SATA, и вариантов быть не может. В то же время M.2, обладая всеми характеристиками этого интерфейса, способен работать и на другой шине, т. е. PCI-Express, а это уже, как говорится, совсем другие деньги. Вернее, совсем другие скорости.

Следует сказать, что разъем M.2 весьма универсален, и применяется для подключения самых разнообразных устройств. Тип устройства определяется расположением ключа, что предотвращает установку неподдерживаемого устройства в данный разъем. Например, M.2 с ключом E (контакты 24–31), как и ключ A (контакты 8–15) используется для подключения Wi-fi и Bluetooth адаптеров, ряда других устройств, но не предназначен для подключения SSD дисков.

Мало того, в спецификации зарезервированы ключи, не используемые в данный момент, но могут оказаться востребованными в будущем. Ключ F запланирован для использования с будущими интерфейсами памяти, предусмотрены также ключи C, D, G и т. д.

Заканчивая о маркировке, упомянем и такую: в спецификации разъема на материнской плате часто стоят цифры, например, «поддерживает устройства 2242, 2260, 2280». Ничего страшного в этой маркировке нет. Все просто. Это габариты диска, для которых есть крепеж, т. е. площадка, в которую закручивается винт для фиксации накопителя. Получается, если декларирована поддержка накопителей 2280, это означает, что их размеры должны быть 22 мм в ширину и 80 мм в длину.

Выбор и установка SSD в ноутбук

На что обратить внимание при выборе твердотельного диска формата M.2?

Во-первых, на тип ключа, хотя большинство моделей предлагается с универсальным M&B.

Во-вторых, используемый диском интерфейс. Если это SATA 3, то скорость обмена примерно 550 Мбайт/с – это потолок. Если используется PCI Express, то тут уже интереснее, но и дороже.

Вопросы о том, какой контроллер лучше, какая память используется, наличие поддержки команд TRIM и прочие характеристики конкретных накопителей – тема отдельного разговора.

Заключение

Подведем итоги. Ноутбуки, в силу своей компактности, большого выбора в апгрейде дисковой системы не предоставляют. Всегда можно было заменить установленный диск на более емкий, производительный, или вообще заменить его твердотельным, проиграв в емкости, но существенно выиграв в скорости.

Наличие в ноутбуке разъема M.2 – приятный бонус, дающий интересную возможность изменить конфигурацию и, главное, существенно увеличить скорость обмена с накопителями. Возможны несколько вариантов.

Вариант 1

Жесткий диск, особенно если у него емкость 1 Тб или даже выше, не трогать, а вот в качестве системного установить SSD-диск форм-фактора M.2 (или mSATA). Что получаем? После переноса на этот диск системы имеем быстрый загрузочный носитель с полным набором программ, критичных к производительности дисковых операций. Это могут быть и графические пакеты, и программы для монтажа видео, и даже «тяжелые» игры. Жесткий диск остается в качестве файлопомойки и для установки программ, не нуждающихся в большой скорости обмена с накопителем. Таким образом, заодно бережем ресурс SSD диска.

Что в минусах такого варианта? Как ни странно, увеличенное энергопотребление. Это актуально для тех, кто часто работает автономно, без подключения к сети. Казалось бы, много ли потребляет SSD? Немного, но дело в другом. Жесткий диск то никуда не девается, и все равно «кушает» батарею. Замена его на твердотельный немного, но увеличивает продолжительность работы от аккумулятора. Зато уменьшает полезную емкость дисков.

На мой взгляд – самое оптимальное решение. Установка SSD в ноутбук выполняется как дополнение к жесткому диску еще и SSD. Именно так я и поступил.

Вариант 2

Использовать самый маленький по объему SSD для кеширования дисковых операций. Бюджетное решение, некая полумера, но компьютер станет работать шустрее.

Имеет право на существование.

Вариант 3

Установить SSD формата M.2, но не делать его системным, а использовать для работы программ, которым необходима высокая производительность дисков.

M.2, возможно, в какой-то мере также переходной этап в ожидании следующего поколения интерфейса подключения накопителей. Ну а пока… Пока следует воспользоваться тем что есть, использовать разъем M.2 для установки SSD диска, которому вполне по силам обогнать самый крутой 2.5-дюймовый накопитель, какой можно поставить взамен традиционного жесткого диска. Интерфейс это позволяет!

С уществует новый открытый формат, охватывающий мир высокопроизводительных ПК. Формат M.2 предназначен для производителей, чтобы установить различные устройства в крошечном пространстве и снизить потребление энергии. Но на самом деле для перехода на диск или аксессуар M.2 требуется немного предусмотрительности.

Откуда взялся формат M.2

Ранее известный как форм-фактор следующего поколения (NGFF), формат M.2 технически заменяет стандарт mSATA, который был популярен среди производителей сверхкомпактных ноутбуков и других небольших гаджетов. Это может показаться удивительным, поскольку большинство дисков M.2, продаваемых в розницу, предназначены для использования в полноразмерных настольных компьютерах, но M.2 эффективно заменил жесткие диски mSATA и твердотельные накопители в компактных ноутбуках, таких как Apple MacBook или Dell XPS 13. Они просто запечатаны внутри тела и не могут быть обновлены большинством пользователей.

Что он может делать

M.2 — это больше, чем просто эволюционный форм-фактор. Потенциально он может полностью заменить устаревший формат Serial ATA. M.2 — это слот, который может взаимодействовать с SATA 3.0 (кабель, который, возможно, сейчас подключен к накопителю вашего настольного ПК), PCI Express 3.0 (интерфейс по умолчанию для графических карт и других основных устройств расширения) и даже USB 3.0.

Это означает, что — возможно, — любое хранилище или дисковод, расширение графического процессора или порта, или гаджет с низким энергопотреблением, использующий соединение USB, все они могут быть одновременно установлены на карту, подключенную к гнезду M.2. В реальности все немного сложнее — например, один слот M.2 имеет только четыре линии PCI Express, что составляет четверть от общего количества, которое обычно требуется для видеокарт, но гибкость этого крошечного слота впечатляет.

При использовании шины PCI вместо шины SATA устройства M.2 могут передавать данные в любом месте от 50% до примерно 650% быстрее, чем стандартный SATA, в зависимости от возможностей материнской платы и самой карты M.2. Если у Вас есть возможность использовать твердотельный накопитель M.2 на материнской плате, поддерживающей PCI 3 поколения, он может быть значительно быстрее, чем обычный диск SATA.

Какие устройства используют слот M.2

На данный момент M.2 в основном используется в качестве интерфейса для сверхбыстрых твердотельных накопителей как на ноутбуках, так и на настольных ПК. Если Вы зайдете в магазин компьютерного оборудования и попросите диск M.2 — они почти наверняка покажут Вам SSD с разъемом M.2.

Некоторые модели ноутбуков также используют порт M.2 в качестве средства беспроводного соединения, устанавливая крошечные карты с низким энергопотреблением, которые объединяют радиомодули Wi-Fi и Bluetooth. Это менее распространено для настольных компьютеров, где предпочтение отдается простоте USB-ключа или карты PCIe 1x.

Наконец, некоторые компании начинают расширять использование слота в категориях, которые не подходят для хранения или расширения. Хотя никто еще не производил видеокарту M.2, Intel продает свою повышающую скорость кэш-память «Optane» в формате M.2.

Есть ли на моем компьютере слот M.2

Если Ваш компьютер был изготовлен или собран за последние несколько лет, он, вероятно, имеет слот M.2. К сожалению, гибкость формата означает, что на самом деле использовать его не так просто, как просто подключить карту.

Карты M.2 поставляются с двумя основными переменными совместимости: длина и ключ. Первое довольно очевидно — на Вашем компьютере должно быть достаточно физического пространства для поддержки длины карты, которую Вы хотите использовать. Вторая переменная — просто означает, что разъем карты должен соответствовать гнезду, в которое Вы будете его вставлять.

Длина М.2

Для настольных компьютеров длина обычно не является проблемой. Даже крошечная материнская плата Mini-ITX может вместить максимально длинную плату M.2, длина которой составляет 110 миллиметров. Некоторые карты имеют длину до 30 мм. Как правило, Вы хотите, чтобы плата соответствовала размеру, предназначенному для использования производителем Вашей материнской платы, поскольку углубление на конце печатной платы позволяет использовать небольшой винт, чтобы надежно удерживать ее на месте.

Все приводы M.2 используют одинаковую ширину, определяемую соединением. «Размер» выражается в следующем формате; проверьте совместимость с Вашим ноутбуком или материнской платой при выборе:

• M.2 2230: ширина 22 мм и длина 30 мм.
• M.2 2242: ширина 22 мм и длина 42 мм.
• M.2 2260: ширина 22 мм и длина 60 мм.
• M.2 2280: ширина 22 мм и длина 80 мм.
• M.2 2210: ширина 22 мм и длина 110 мм.

Некоторые материнские платы являются гибкими, предлагая монтажные отверстия для удерживающего винта через некоторые или все эти интервалы.

Ключ M.2

Хотя стандарт M.2 использует один и тот же слот шириной 22 миллиметра для всех карт, это не обязательно тот же самый слот. Так как M.2 разработан для использования с очень многими различными типами устройств, он имеет несколько похожих портов.

• B Key: используется зазор с правой стороны карты (слева от хост-контроллера), с шестью контактами справа от зазора. Эта конфигурация поддерживает соединения шины PCIe x2.
• M Key: используется зазор с левой стороны карты (с правой стороны хост-контроллера), с пятью выводами слева от зазора. Эта конфигурация поддерживает соединения шины PCIe x4 для удвоения пропускной способности.
• B+M Key: использует оба из указанных выше промежутков, с пятью выводами на левой стороне карты и шестью на правой. Из-за физической конструкции карты B+M Key ограничены скоростями PCIe x2.

Карты M.2 с интерфейсом B Key могут устанавливаться только в хост-слот B Key, а также для M Key. Но карты с ключом B + M могут уместиться в слот хоста B или M, поскольку у них есть промежутки для обоих.

Проверьте спецификации Вашего ноутбука или материнской платы, чтобы узнать, какая из них поддерживается. Мы рекомендуем просматривать документацию вместо того, чтобы смотреть глазами на слот, поскольку два ключевых стандарта можно легко спутать.

Что нужно для установки карты M.2

Немного. Большинство карт M.2 являются твердотельными накопителями и автоматически распознаются Вашей операционной системой на основе драйверов AHCI. В Windows 10 большинство карт Wi-Fi и Bluetooth также распознаются автоматически, общие драйверы активируются немедленно, а определенные драйверы загружаются позже. Однако Вам может потребоваться включить слот M.2 с помощью настроек в BIOS или UEFI Вашего компьютера. Вам также понадобится отвертка, чтобы вставить крепежный винт.

Могу ли я добавить карту M.2, если на моем компьютере нет слота?

Для ноутбуков ответ — нет, дизайн современных ноутбуков настолько компактен, что нет места для какого-либо незапланированного расширения. Если Вы используете ПК, Вам повезло. В продаже имеется множество адаптеров, которые уже используют слот PCIe x4 на материнской плате. Однако, если Ваша материнская плата не может загружаться с PCIe, Вы не сможете установить этот диск M.2 в качестве загрузочного, а это означает, что Вы не выиграете от большой скорости. Так что имейте это в виду — если Вам нужны все преимущества диска M.2, Вам, вероятно, понадобится материнская плата, которая его поддерживает.

Технический прогресс не стоит на месте. У нас появилось намного больше вариантов того, где хранить свои данные. Можете считать меня старомодным, но я до сих пор предпочитаю пользоваться обычным SSD, даже не смотря на то, что загрузка порой проходит так долго, что я могу за это время приготовить себе завтрак. К большому сожалению, недавно я обнаружил, что мой компьютер начал издавать странные звуки при включении и это навело меня на мысль, что пора брать новый SSD.

Заглянув в мануал к моей материнской плате MSI Z97 GAMING 3, я обнаружил, что она поддерживает новый интерфейс SSD - M.2.

Изначально, эту материнскую плату я выбрал по двум причинам. Одна из них - это приятное глазу оформление, другая - это то, что на ней есть дополнительно 3 PCI слота, с помощью которых я могу использовать свою древнюю видеокарту. Плюс к этому на ней есть 6 SATA разъемов. Я обнаружил, что на ней есть еще 3 небольших разъема, предназначение которых мне было неизвестно. Вновь заглянул в мануал и понял, что это разъемы под M.2. Несмотря на то, что я никогда подобным не пользовался, я много раз слышал, что это очень шустрая штука. Поэтому почему бы не попробовать? Погуглил цену. Она довольно высокая по сравнению с обычным SSD. Касаемо производителя, многие рекомендуют Intel или Plextor. В итоге мой выбор пал на Plextor M6e 256GB и в качестве объекта для сравнения я выбрал WD EZEX 1TB.

Для начала, я установил Plextor M.2 в мою Z97 GAMING 3

Ну что ж, давайте посмотрим, что получилось
С WD загрузка ПК заняла 52 секунды, что уже очень круто по сравнению с тем, что выдавал мой старенький Hitachi.

Теперь давайте используем CrystalMark для тестов. Слева можно наблюдать результат WD, а справа Plextor.

И опять же, безоговорочная победа Plextor над WD!

Вот моё заключение. Если у вас есть средства, берите Plextor M.2 - это отличный выбор, особенно в том, что касается скорости. Но в общем и целом, обычный SSD - это тоже неплохой вариант. Если у вас есть свободный SATA, SSD с SATA может стать альтернативой. Что касается материнской платы, MSI Z97 GAMING 3, как я уже говорил - это плата по привлекательной цене. С одним лишь крошечным недостатком. Слот под M.2 находится под процессорным вентилятором и рядом с PCI-e слотом, поэтому установить M.2 не так уж просто.

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).

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:

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.

Распиновка типовых разъемов M.2.

M.2 с ключем B (1x SATA, 2x PCIe)

M.2 с ключем M (1x SATA, 1x, 2x, or 4x PCIe)

M.2 с ключем A (PCIe ×2, USB 2.0, I2C and DP ×4) и E (PCIe ×2, USB 2.0, I2C, SDIO, UART and PCM).

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.