SSD M2 — что это. Какие виды SSD-накопителей существуют? Рассматриваем PCI-Express, M.2, mSATA и SATA Express

Движение – жизнь. Но это очень старое изречение несет не только биологический смысл. Оно применительно и к бездушным вещам. Например, к компьютерной технике: все время растет уровень производительности, появляются новые интерфейсы, ориентированные на этот рост.

Интерфейсу SATA совсем недавно исполнилось одиннадцать лет. За это время он обновлялся дважды с сохранением обратной совместимости, при этом скорость передачи выросла в четыре раза. Примерно пять лет назад появилась компактная версия интерфейса – : накопитель устанавливался в особое посадочное место на материнской плате.

Знакомство с начнем с небольшой справки, а затем вас ждет семейство накопителей M6e и обзор Plextor M6e.

Немного истории

Хотя интерфейс mSATA позиционировался как мобильный, однако некоторые производители стали устанавливать его и на обычные материнские платы. И наиболее активно в этом направлении отметилась тогда Gigabyte, которая не только размещала разъемы mSATA, но и устанавливала в них сами SSD.

Материнская плата Gigabyte GA-Z68XP-UD3-iSSD укомплектовывалась твердотельным накопителем Intel 311 20 Гбайт.

Затем постепенно начали подтягиваться и другие производители. Сейчас же их устремления дошли до того, что на системных платах стали появляться по два разъема mSATA, как, например, на ASRock Z87 Extreme11/ac, обзор которой скоро выйдет в лаборатории. Несколько перебор с моей точки зрения, ну да ладно…

В целом использование mSATA довольно удобно: решения компактны, не требуется никаких шлейфов, в корпусе ничего не болтается. Однако, в силу ряда причин (в первую очередь – более высокой стоимости моделей в формате mSATA), в «настольных» системах этот формат не снискал популярности. Но зато он обрел ее в мобильных.

Впрочем, для людей, стремящихся к компактности, этот формат является находкой: материнская плата mini-ITX, процессор поколения IvyBridge или Haswell с компактной системой охлаждения, накопитель mSATA, соответствующий корпус – получается вполне законченная и логичная, к тому же весьма производительная (при соответствующем ЦП) рабочая система.

Однако, как уже отмечалось выше, наблюдается потребность в росте скоростей, а всему есть предел. И о SATA 6 Гбит/с пошли разговоры, что он «слишком медленный». За компанию «под раздачу» попал и mSATA. Но теперь производители учли свои прошлые ошибки: новый интерфейс передачи данных был придуман сразу в двух вариантах: мобильном и настольном. Применительно к мобильному варианту контроллер в наборе системной логики не заменили на другой (как это было, скажем, с IDE и SATA), а просто выбросили его вообще, заодно сэкономив на разработке и площади кристаллов. В общем, тут одним выстрелом убили двух зайцев. А видоизмененные контроллеры SATA остались только в настольном сегменте.

Новый стандарт подразумевает изменение размеров: mSATA бывает двух типоразмеров (Full Size, 51 x 30 мм, и Half Size, 26.8 x 30 мм), тогда как M.2 предполагает четыре, самый небольшой из которых 42 х 22 мм. Но при этом M.2 тоньше ровно на миллиметр, а особо компактный еще тоньше – аккурат вдвое, нежели mSATA.

Компания отнюдь не первая на ниве выпуска твердотельных накопителей в формате M.2, свой ассортимент уже пополнили Super Talent (NGFF DX1 и NGFF ST1), Crucial (M500 NGFF), KingSpec (M.2 NGFF Ultrabook), MyDigitalSSD (Super Cache 2 M.2) и Intel (530 M.2). Но Plextor фактически первой начала популяризацию этого формата среди широких масс в «настольном» варианте: все, что было выпущено ранее, ориентировалось исключительно на промышленное использование – сборку мобильных устройств.

Интерфейс M.2 разрабатывался не для «десктопа», его удел – это действительно компактные мобильные устройства, а для обычных систем предлагается SATA Express . Фактически взаимоотношения между ними такие же, как сейчас между mSATA и SATA: первый очень компактен и устанавливается в небольшое гнездо на плате, второй – значительно больше по размерам, требует отдельного посадочного места в корпусе и двух подводящих шлейфов (интерфейсного и питания).

Сразу стоит отметить: не нужно считать M.2 разъемом сугубо для накопителей. M.2 – это чистый PCI-E, просто в ином форм-факторе. Соответственно, под этот стандарт будет выпускаться все, что душе угодно: Wi-Fi, WWAN, GPS и прочие платы расширения. Производителям этих устройств не нужно будет озадачиваться разработкой новых контроллеров, им достаточно будет лишь изменить печатную плату и само устройство, приведя их к новому формату.

Поэтому M.2 и SATA Express, хотя и могут использоваться для установки накопителей, обладают некоторыми различиями. M.2 универсален. SATA Express же ориентирован только на устройства хранения данных. Хотя у него тоже есть некоторая универсальность, не зря интерфейс фактически состоит из трех разъемов – одно питание и два интерфейсных: к SATA Express можно подключить и два обычных SATA устройства.

Материнская плата ASUS Z97-A: четыре SATA и один SATAe – суммарно можно подключить до шести обычных SATA накопителей.

Неприятным моментом является то, что моделей с интерфейсом SATA Express еще просто нет в продаже. Дошло до того, что ASUS для тестирования системных плат с новым интерфейсом была вынуждена заказать разработку специального устройства под названием ASUS Hyper Express у Kingston. Оно выглядит как обычный накопитель форм-фактора 2.5”, внутри которого установлена плата со специальным контроллером и двумя разъемами mSATA.

На момент написания этого материала данное устройство официально еще не существовало, но к моменту публикации его фотографии должны всплыть в сети. А M.2 – вот он. И на розничных материнских платах он уже появляется (например, мой коллега Ivan_FCB недавно провел обзор платы ASUS Maximus VI Impact с таким разъемом, а другой коллега wildchaser на днях рассмотрел ASUS Z97-DELUXE, основанную на Intel Z97), хотя пока что и редко.

Не нужно быть провидцем, чтобы понимать очевидную истину: привычные нам SATA и mSATA очень скоро будут списаны со счетов и исчезнут с материнских плат. А на смену им придут либо M.2 (точнее, он уже начинает вытеснять mSATA) и SATA Express (SATAe), либо будет придумано что-то еще: производителям нужно и дальше увеличивать цифры на этикетках, а традиционный SATA уже исчерпал свой потенциал в этом направлении.

Новинка Plextor: семейство накопителей M6e

Компания Plextor давно дразнила своих поклонников и просто заинтересованных потенциальных покупателей: еще в начале сентября прошлого года на проходящей в Берлине выставке IFA2013 она продемонстрировала инженерные образцы своих накопителей нового поколения. Затем они периодически мелькали на различных презентациях, привлекая внимание любителей всяческих новинок.

И вот, 9 января этого года, на выставке CES 2014 компания Plextor сделала официальный анонс. Но в продажу M6e тогда не попали. Продажи начались чуть меньше месяца назад – в начале апреля. Наконец-то у желающих появилась возможность приобрести новинку. Но «возможность» не означает «пошел и купил». Применительно к российской рознице, даже в Москве приобрести можно только модификацию объемом 256 Гбайт, да и то не везде.

А версии объемом 128 и 512 Гбайт до розницы вообще еще не добрались. Все верно: семейство накопителей Plextor M6e состоит только из трех моделей.

Технические характеристики

Надо отметить, что уже сейчас розничная стоимость модификации на 256 Гбайт куда ниже рекомендованной – ценники стартуют примерно от 10 тысяч рублей (или 280 долларов). Впрочем, даже такая цена слишком велика для данного объема: за эту сумму можно приобрести твердотельный накопитель 512 Гбайт как в привычном форм-факторе 2.5”, так и в mSATA. За новизну приходится платить.

Упаковка, комплектация, внешний осмотр

Модель Plextor M6e предлагается в довольно крупной коробке сочно-красного цвета, привлекающей внимание.

С обратной стороны упаковки описываются общие характеристики модели и приводятся скоростные параметры всего семейства M6e.

Да, как это уже давно заведено, коробка универсальна для всей линейки и индивидуальные черты (в данном случае указание объема устройства на лицевой стороне упаковки) – это лишь дополнительная наклейка. Отдельно на более чем двух десятках языков (русском в том числе) подчеркивается, что накопитель полностью совместим с материнскими платами как с UEFI, так и со старым AMI/AWARD BIOS. Но это будет проверено отдельно, благо запас различных материнских плат у меня есть (даже Socket 7, если кто-то из читателей еще помнит такой).

Комплект поставки весьма скромен, хотя упакован продукт Plextor неплохо.

Весь свободный объем коробки занимает вспененный полиэтилен. Сверху обнаруживается буклет гарантийного обслуживания и инструкция по установке, а под разделителем – сам Plextor M6e, упакованный в антистатический пакет.

Вот, собственно, и все. Больше в коробке ничего нет. Было бы неплохо, конечно, если бы производитель положил планку для установки накопителя в низкопрофильные системные блоки. Да, мощные игровые системы, для которых позиционируется M6e, как правило, располагаются в полноценных корпусах, но далеко не все нуждающиеся в скоростном SSD являются игроманами с парой видеокарт в ПК.

Вскрытие, аппаратная составляющая

Накопитель Plextor M6e идет сразу в собранном виде, мало того, от эксплуатации переходника в отдельном виде компания обезопасилась установкой гарантийной пломбы.

Все верно. Перед нами не одиночное законченное устройство, а два отдельных и полностью самостоятельных, но объединенных вместе силами компании. И их можно эксплуатировать отдельно, если не смутит нарушение пломбы и аннуляция гарантии на накопитель.

Но в данном случае каких-либо гарантийных обязательств нет, поэтому наклейка помехой не станет.

Можно даже вообще все удалить. Кстати, из наклейки на самом устройстве можно почерпнуть немало интересной информации о нем.

Приводятся серийный номер, наименование модели и объем, море логотипов различных сертификатов и уведомлений. Указано питающее напряжение и максимальный ток. Также обнаруживается упоминание о компании LiteON, напечатанное мелким шрифтом, это реальный производитель устройства, выполняющий заказы Plextor. А Shinano Kenshi – это реальный владелец компании и самой торговой марки Plextor.

Со снятыми этикетками устройство предстанет перед нами во всей красе. А благодаря простой отвертке с крестообразным жалом его можно разобрать.

Собственно, сам накопитель – это узкая вытянутая плата.

Будучи установленным в посадочное место, он развернут тыльной стороной к пользователю. В итоге доступны взору лишь половина установленных микросхем NAND-памяти и буферная память контроллера. Сам же контроллер, как и другая половина микросхем, располагается на невидимой стороне платы.

Это Marvell 88SS9183-BNP2 с аппаратной поддержкой PCI-E версий 1.1 и 2.0 (в слотах 3.0 работать будет, но в режиме 2.0). Использует две линии PCI-E 2.0. Именно так: хотя адаптер и выполнен как устройство PCI-E x4, рассматриваемым экземпляром используется только две линии этого интерфейса.

Следует отметить, Marvell 88SS9183, во-первых, является AHCI-контроллером (для его работы не потребуется установка дополнительных драйверов), во-вторых, этот контроллер совместим и с интерфейсом SATA, поэтому он наверняка будет попадаться и в составе обычных накопителей форм-фактора 2.5”.

Контроллер в качестве буферной памяти использует микросхему DDR3 с маркировкой NT5CC256M16CP-D1 производства Nanya и объемом 512 Мбайт, а в качестве запоминающих устройств – восемь микросхем с маркировкой TH58TEG8DDJBA8C. Каждая из них содержит по четыре кристалла MLC NAND, работающих в режиме Toggle Mode, обладающих объемом 64 Гбит и произведенных Toshiba по 19 нм техпроцессу.

К сожалению, мне не удалось найти какой-либо толковой информации по этому контроллеру, поэтому можно лишь предположить, что он не слишком сильно отличается от популярного Marvell 88SS9187, и, вероятнее всего, перед нами снова двухъядерный ARM с восьмиканальным доступом памяти.

Адаптер PCI-E-M.2 весьма прост и незатейлив.

Вот и вся элементная база, которая присутствует на нем. Интерфейс PCI-E никак не преобразовывается и не меняется. Все те элементы, что можно видеть – это сопутствующая силовая обвязка. Например, микросхема с маркировкой PS54326 – это контроллер Texas Instruments TPS54326 , отвечающий за питание накопителя. Как известно, в разъеме PCI-E нет напряжения +5 В, есть только +12 В и +3.3 В. TPS54326 отвечает за преобразование напряжения +12 В в необходимое для работы устройства напряжение +5 В.

Обратная сторона платы адаптера пуста:

А теперь перейдем от теории к практике, соберем нашего разобранного подопытного обратно и установим в тестовый стенд. Благо вопросов по его возможной эксплуатации довольно-таки немало.

Если настольные жесткие диски многие годы существуют в 3,5-дюймовом форм-факторе, SSD с самого начала выпускались в 2,5-дюймовом формате. Он отлично подходил для небольших компонентов SSD. Однако ноутбуки становились все тоньше, и 2,5-дюймовые SSD уже перестали удовлетворять критерию малого размера. Поэтому многие производители обратили внимание на другие форм-факторы с меньшими габаритами.

В частности, был разработан стандарт mSATA, однако он появился слишком поздно. Соответствующий интерфейс сегодня встречается довольно редко, в немалой степени по причине того, что mSATA (сокращение от mini-SATA) по-прежнему работает со сравнительно низкой скоростью SATA. Накопители mSATA физически идентичны модулям Mini PCI Express, но электрически mSATA и mini PCIe несовместимы. Если сокет предназначен для установки накопителей mSATA, вы сможете использовать только их. Напротив, если сокет предназначен для модулей mini PCI Express, накопители mSATA SSD вставить можно, однако работать они не будут.

Стандарт mSATA сегодня можно считать устаревшим. Он уступил место стандарту M.2, который изначально назывался Next Generation Form Factor (NGFF). Стандарт M.2 обеспечивает производителям большую гибкость по габаритам SSD, поскольку накопители значительно более компактны, допускаются восемь вариантов длины, от 16 до 110 мм. Также M.2 поддерживает разные варианты интерфейсов. Сегодня все больше используется интерфейс PCI Express, который и будет доминировать в будущем, поскольку он работает значительно быстрее. Но первые накопители M.2 опирались на интерфейс SATA, теоретически возможен и USB 3.0. Однако не все слоты M.2 поддерживают все упомянутые интерфейсы. Поэтому перед покупкой накопителя проверяйте, какие стандарты поддерживает ваш слот M.2.

Стандарт M.2 сегодня распространяется и среди настольных ПК, современные материнские платы предлагают, по крайней мере, один соответствующий слот. Еще один положительный момент – кабель уже не требуется, накопитель вставляется прямо в слот материнской платы. Впрочем, подключение через кабель тоже возможно. Но для этого на материнской плате должен иметься соответствующий порт, а именно U.2. Ранее этот стандарт был известен как SFF 8639. Конечно, теоретически можно оснащать 2,5-дюймовые накопители портом U.2, но на рынке таких моделей очень мало, как и накопителей с SATA Express.

Интерфейс SATA Express является преемником SATA 6 Гбит/с, поэтому поддерживается обратная совместимость. На самом деле host-интерфейс поддерживает даже два порта SATA 6 Гбит/с или один SATA Express. Такая поддержка была добавлена больше для совместимости, поскольку накопители SATA Express электрически подключаются к шине PCI Express. То есть накопители SATA Express на «чистых» портах SATA 6 Гбит/с не работают. Но SATA Express опирается только на две линии PCIe, то есть пропускная способность будет в два раза меньше M.2.

Компактные и очень быстрые: накопители M.2 SSD с интерфейсом PCI Express, фото с картой-адаптером

Конечно, у большинства настольных компьютеров есть обычные слоты PCI Express, поэтому можно установить SSD напрямую в такой слот, как видеокарту. Вы можете приобрести карту-адаптер для M.2 SSD (PCIe), после чего подключать накопители «традиционным» образом в виде карты расширения PCI Express.

M.2 SSD с интерфейсом PCI Express демонстрируют пропускную способность больше двух гигабайт в секунду – но только при подходящем подключении. Современные M.2 SSD обычно разрабатываются для четырех линий PCI Express третьего поколения, только такой интерфейс позволяет раскрыть их потенциал производительности. Со старым стандартом PCIe 2.0 и/или меньшим числом линий накопители SSD работать будут, но вы потеряете весьма существенную часть производительности. Если есть сомнения, мы рекомендуем заглянуть в руководство пользователя материнской платы, где должна быть указана конфигурация линий M.2.

Если на материнской плате нет слота M.2, вы можете установить такой накопитель через карту расширения, например, в слот для второй видеокарты. Однако при этом чаще всего на видеокарту будут подаваться уже не 16, а 8 линий PCI Express. Впрочем, на производительность видеокарты это повлияет не так серьезно. В следующей таблице приведена суммарная информация о современных интерфейсах:

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

Крутой диск на любом компьютере

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

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

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

Новые решения в хранении данных

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

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

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

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

Обратная совместимость имеет свои недостатки

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

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

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

Разъем M.2 – будущее твердотельных носителей

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

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

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

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

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

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

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

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

Технология NVMe – новый стандарт

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

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

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

Какой диск M.2 выбрать

При покупке диска M.2 следует обратить внимание на:

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

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

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

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.