Подключение ssd m 2. Что такое слот расширения M.2 и как его использовать

18.01.202127.05.2017

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).

Тип	Сверху	Снизу
S1	1.20	Не допускаются
S2	1.35	Не допускаются
S3	1.50	Не допускаются
D1	1.20	1.35
D2	1.35	1.35
D3	1.50	1.35
D4	1.50	0.70
D5	1.50	1.50

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:

	Для установки в разъем M.2
	Ключ разъема	Размер модуля	Толщина модуля	Ключ коннектора на модуле
Socket 1 Обычно, модули связи (WIFi адаптеры, Bluetooth, NFC и прочее)
	A, E	1630	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
	A, E	2230	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
	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 Для M.2 SSD и другого оборудования с ключом М и универсальным ключом B+M	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

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)

Pin Number	Pin Name	Description
1	CONFIG_3	Defines module type
2	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
3	GND	Ground
4	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
5	N/C
6-8	N/A
9	N/C
10	DAS/DSS
11	N/C
12-19	removed	Mechanical notch B
20	N/A
21	CONFIG_0	Defines module type
22-26	N/A
27	GND	Ground
28	N/A
29	PERn1	PCIe Lane 1 Rx
30	N/A
31	PERp1	PCIe Lane 1 Rx
32	N/A
33	GND	Ground
34	N/A
35	PETn1	PCIe Lane 1 Tx
36	N/A
37	PETp1	PCIe Lane 1 Tx
38	DEVSLP
39	GND	Ground
40	N/A
41	SATA-B+/PERn0
42	N/A
43	SATA-B-/PERp0	Host receiver differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Rx
44	N/A
45	GND	Ground
46	N/A
47	SATA-A-/PETn0
48	N/A
49	SATA-A+/PETp0	Host transmitter differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Tx
50	PERST#	PCIe reset
51	GND	Ground
52	CLKREQ#
53	REFCLKN
54	PEWAKE#
55	REFCLKP	PCIe Reference Clock signals (100 MHz)
56	MFG1
57	GND	Ground
58	MFG2	Manufacturing pin. Use determined by vendor.
59-66	removed	Mechanical notch M
67	N/A
68	SUSCLK
69	CONFIG_1	Defines module type
70	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
71	GND	Ground
72	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
73	GND	Ground
74	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
75	CONFIG_2	Defines module type

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

Pin Number	Pin Name	Description
1	CONFIG_3	Defines module type
2	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
3	GND	Ground
4	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
5	PERn3	PCIe Lane 3 Rx
6	N/A
7	PERp3	PCIe Lane 3 Rx
8	N/A
9	GND	Ground
10	DAS/DSS	Device Activity Signal / Disable Staggered Spinup
11	PETn3	PCIe Lane 3 Tx
12	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
13	PETp3	PCIe Lane 3 Tx
14	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
15	GND	Ground
16	3.3V	Supply pin, 3.3 V
17	PERn2	PCIe Lane 2 Rx
18	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
19	PERp2	PCIe Lane 2 Rx
20	N/A
21	CONFIG_0	Defines module type
22	N/A
23	PETn2	PCIe Lane 2 Tx
24	N/A
25	PETp2	PCIe Lane 2 Tx
26	N/A
27	GND	Ground
28	N/A
29	PERn1	PCIe Lane 1 Rx
30	N/A
31	PERp1	PCIe Lane 1 Rx
32	N/A
33	GND	Ground
34	N/A
35	PETn1	PCIe Lane 1 Tx
36	N/A
37	PETp1	PCIe Lane 1 Tx
38	DEVSLP	Device Sleep, input. If driven high the host is informing the SSD to enter a low power state.
39	GND	Ground
40	N/A
41	SATA-B+/PERn0	Host receiver differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Rx
42	N/A
43	SATA-B-/PERp0	Host receiver differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Rx
44	N/A
45	GND	Ground
46	N/A
47	SATA-A-/PETn0	Host transmitter differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Tx
48	N/A
49	SATA-A+/PETp0	Host transmitter differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Tx
50	PERST#	PCIe reset
51	GND	Ground
52	CLKREQ#	Reference clock request signal
53	REFCLKN	PCIe Reference Clock signals (100 MHz)
54	PEWAKE#	PCIe WAKE# Open Drain with pull up on platform. Active Low.
55	REFCLKP	PCIe Reference Clock signals (100 MHz)
56	MFG1	Manufacturing pin. Use determined by vendor.
57	GND	Ground
58	MFG2	Manufacturing pin. Use determined by vendor.
59-66	removed	Mechanical notch M
67	N/A
68	SUSCLK	32.768 kHz clock supply input provided by the Platform chipset
69	CONFIG_1	Defines module type
70	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
71	GND	Ground
72	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
73	GND	Ground
74	3.3 V	Supply pin, 3.3 V
75	CONFIG_2	Defines module type

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).

Pin id.	Pin name	Description
		Ground
	3.3V	3.3 V power supply
	USB_D+	USB high-, full-, and low- speed data pair positive
	3.3V	3.3 V power supply
	USB_D-	USB high-, full-, and low- speed data pair negative
	LED1#
		Ground

		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
	LED2#
		Do not connect
		Ground
		Do not connect
		Do not connect
		Do not connect
		Do not connect
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Substrate removed to act as physical key
		Do not connect
		Ground
		Do not connect
	PETp0	PCI Express lane 0 module transmitter pair positive
		Do not connect
	PETn0	PCI Express lane 0 module transmitter pair negative
	Vendor defined
		Ground
	Vendor defined
	PERp0	PCI Express lane 0 module receiver pair positive
	Vendor defined
	PERn0	PCI Express lane 0 module receiver pair negative
	COEX3	Antenna coexistence signal 3
		Ground
	COEX2	Antenna coexistence signal 2
	PEFCLKP0	PCI Express reference clock pair positive
	COEX1	Antenna coexistence signal 1
	PEFCLKN0	PCI Express reference clock pair negative
	SUSCLK	32.768 kHz clock module input
		Ground
	PERST0#	PCI Express reset
	CLKREQ0#	PCI Express clock request
	W_DISABLE2#	Wireless disable 2
	PEWake0#	PCI Express wake
	W_DISABLE1#	Wireless disable 1
		Ground
	SMB_DATA	SMBus data signal
	Reserved
	SMB_CLK	SMBus clock signal
	Reserved
	ALERT#	SMBus alert signal
		Ground
	Reserved
	Reserved
	UIM_SWP
	Reserved
	UIM_POWER_SNK
		Ground
	UIM_POWER_SRC
	Reserved
	3.3V	3.3 V power supply
	Reserved
	3.3V	3.3 V power supply
		Ground

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.

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:

Crucial M500 120 Гбайт (CT120M500SSD4)

Crucial M500 240 Гбайт (CT120M500SSD4)

И тот и другой накопитель представляет собой M.2-карту формата 2280 с ключами типа B и M, то есть он может быть помещён в любой слот M.2. Однако не стоит забывать, что Crucial M500 (в любом варианте исполнения) — это накопитель с интерфейсом SATA 6 Гбит/с, поэтому работать он будет только в тех слотах M.2, которые поддерживают SATA SSD.

Обе модификации рассматриваемого накопителя несут на себе по четыре микросхемы флеш-памяти. На 120-гигабайтном накопителе — это Micron MT29F256G08CECABH6, а на 240-гигабайтном — MT29F512G08CKCABH7. Оба вида чипов собраны из 128-гигабитных 20-нм кристаллов MLC NAND, соответственно в 120-гигабайтной версии накопителя восьмиканальный контроллер имеет по одному устройству флеш-памяти на каждом своём канале, а в 240-гигабайтном SSD он пользуется двукратным чередованием устройств. Это объясняет заметные отличия в производительности Crucial M500 разных объёмов. Зато обе рассматриваемые модификации Crucial M500 оснащены одинаковым объёмом оперативной памяти. На обоих SSD установлена 256-мегабайтная микросхема DDR3-1600.

Следует отметить, что одним из положительных свойств потребительских накопителей Crucial выступает аппаратная защита целостности данных при внезапных отключениях питания. M.2-модификации Crucial M500 таким свойством тоже обладают: несмотря на размер платы, флеш-диски оснащены батареей конденсаторов, позволяющих контроллеру штатно завершать своё функционирование и сохранять таблицу трансляции адресов в энергонезависимой памяти даже в случаях каких-либо эксцессов.

Crucial M550

Компания Crucial начала осваивать новый форм-фактор одной из первых, дублируя все свои потребительские модели SSD как в традиционном 2,5-дюймовом формате, так и в виде M.2-карт. Неудивительно, что после появления M.2-версий M500 на рынок были выпущены и соответствующие модификации более новой и более производительной модели Crucial M550 . Общий же подход к проектированию таких SSD сохранился: фактически мы получили кальку с 2,5-дюймовой SATA-модели, но втиснутую в рамки карты размера M.2. Поэтому с точки зрения архитектуры M.2-вариант Crucial M550 совсем не удивляет. Это накопитель на базе контроллера Marvell 88SS9189, в котором применена MLC NAND компании Micron, изготовленная по 20-нм нормам.

Напомним, Crucial M550 до недавних пор выступал флагманским накопителем этого производителя, поэтому инженеры не только снабдили его передовым контроллером, но и стремились придать массиву флеш-памяти максимальный уровень параллелизма. Поэтому в модификациях Crucial M550 объёмом до полутерабайта используется MLC NAND c 64-гигабитными ядрами.

Для проведения тестов мы получили образец Crucial M550 объёмом 128 Гбайт. Этот накопитель представляет собой M.2-карту типового формата 2280, которая снабжена двумя ключами типа B и M. Значит, установить этот накопитель получится в любой слот, но для его работы необходима поддержка этим слотом SATA-интерфейса, через который работают любые версии Crucial M550.

Crucial M550 128 Гбайт (CT128M550SSD4)

Плата полученного нами накопителя Crucial M550 128 Гбайт интереса тем, что все микросхемы на ней расположены лишь на одной стороне. Это позволяет с успехом применять его в ультратонких портативных системах в так называемых односторонних слотах S2/S3, где задняя поверхность печатной платы накопителя вплотную прижимается к материнской плате. Для большинства пользователей это неважно, но, к сожалению, борьба за снижение толщины обернулась тем, что с накопителя пришлось убрать конденсаторы, дающие дополнительную гарантию целостности данных при внезапных отключениях питания. Вакантные места под них на печатной плате есть, но они пустуют.

Весь 128-гигабайтный массив флеш-памяти Crucial M550 разместился в двух микросхемах. Очевидно, в данном случае применены чипы, которые содержат по восемь 64-гигабитных полупроводниковых кристаллов. Это значит, что контроллер Marvell 88SS9189 на рассматриваемой модели SSD может пользоваться двукратным чередованием устройств. В качестве же оперативной памяти применена микросхема 256 Мбайт LPDDR2-1067.

M.2-версии Crucial M550, как и, кстати, Crucial M500, наряду с их более внушительно выглядящими 2,5-дюймовыми собратьями, поддерживают аппаратное шифрование данных по алгоритму AES-256, не вызывающее снижение быстродействия. Причём оно полностью соответствует спецификации Microsoft eDrive, а значит, управлять шифрованием флеш-памяти можно прямо из среды Windows, например с помощью стандартного средства BitLocker.

Kingston SM2280S3

Компания Kingston выбрала для освоения ниши твердотельных накопителей форм-фактора M.2 несколько нестандартный путь. Она не стала выпускать M.2-версии уже имеющихся у неё моделей, а спроектировала отдельный SSD, который не имеет аналогов в других форм-факторах. Причём в качестве аппаратной платформы был выбран не контроллер SandForce второго поколения, который Kingston продолжает ставить почти во все свои 2,5-дюймовые флеш-накопители, а чип Phison PS3108-S8, облюбованный в качестве бюджетной платформы производителями SSD третьего эшелона. И это значит, что, несмотря на свою уникальность, Kingston SM2280S3 не является чем-то особенным: он ориентирован на нижний ценовой сегмент, а его контроллер имеет SATA-интерфейс и все возможности M.2, естественно, не использует.

Для проведения тестирования нам была предоставлена 120-гигабайтная версия этого накопителя. Выглядит она следующим образом.

Kingston SM2280S3 120 Гбайт (SM2280S3/120G)

Как следует из названия, данный SSD использует M.2 плату формата 2280. А так как работает он по интерфейсу SATA 6 Гбит/с, ножевой разъём накопителя имеет сразу два ключа-выреза: типа B и типа M. То есть физически установить Kingston SM2280S3 можно в любой M.2-слот, но для работы он потребует поддержки этим слотом SATA-интерфейса.

По аппаратной конфигурации Kingston SM2280S3 похож на многочисленные 2,5-дюймовые флеш-накопители с аналогичным контроллером. Среди них мы, например, рассматривали Silicon Power Slim S55 . Как и продукт Silicon Power, Kingston SM2280S3 оснащён флеш-памятью производства Toshiba. Хотя микросхемы, установленные на рассматриваемом SSD, перемаркированы, по косвенным признакам с большой долей достоверности можно утверждать, что в них используются 64-гигабитные кристаллы MLC NAND, выпущенные по 19-нм техпроцессу. Таким образом, восьмиканальный контроллер Phison PS3108-S8 в Kingston SM2280S3 может пользоваться двукратным чередованием устройств в каждом своём канале. Кроме того, на плате SSD есть и 256-мегабайтный чип DDR3L-1333 SDRAM, который работает в паре с контроллером и используется им в качестве оперативной памяти.

Интересная особенность Kingston SM2280S3: производитель заявляет для него на редкость большой ресурс. Официальными спецификациями разрешается ежедневная запись на этот SSD объёма информации, в 1,8 раза превосходящего его ёмкость. Правда, работоспособность в столь суровых условиях гарантируется лишь в течение трёх лет, но это всё равно означает, что на 120-гигабайтный M.2-накопитель Kingston можно записать до 230 Тбайт данных.

Plextor M6e

Plextor M6e — это твердотельный накопитель, о котором мы уже не раз писали , но как о решении, устанавливаемом в слоты PCI Express. Однако вместе с такими тяжеловесными версиями производитель предлагает и M.2-варианты M6e, благо те накопители, которые предлагается устанавливать в слоты PCI Express, на самом деле собираются на основе миниатюрных карт в форм-факторе M.2. Но самое интересное в накопителе компании Plextor даже не это, а то, что он кардинально отличается от всех других участников обзора использованием шины PCI Express, а не SATA-интерфейса.

Иными словами, в лице Plextor M6e мы имеем флагманское устройство, производительность которого не ограничивается полосой пропускания SATA 600 Мбайт/с. В его основе лежит восьмиканальный контроллер Marvell 88SS9183, передающий данные от SSD по двум линиям PCI Express 2.0, что в теории позволяет достичь максимальной пропускной способности около 800 Мбайт/с. Со стороны же флеш-памяти Plextor M6e похож на многие другие современные SSD: в нём используется MLC NAND компании Toshiba, которая производится по 19-нм техпроцессу первого поколения.

В нашем тестировании приняли участие сразу две версии Plextor M6e в M.2-исполнении: объёмом 128 и 256 Гбайт.

Plextor M6e 128 Гбайт (PX-G128M6e)

Plextor M6e 256 Гбайт (PX-G256M6e)

Оба M.2-варианта накопителя располагаются на картах размером 22 × 80 мм. Причём, обратите внимание, их ножевой разъём имеет вырезы в положениях ключа B и M. И хотя, согласно спецификации, Plextor M6e, использующий для подключения шину PCIe x2, должен был иметь лишь один ключ типа B, разработчики для совместимости добавили ему и второй ключ. В результате Plextor M6e можно будет установить и в слоты, подключенные к четырём линиям PCIe, но накопитель от этого, естественно, быстрее работать не станет. Поэтому M6e подходит в первую очередь для тех слотов M.2, которые имеются на многих современных материнских платах на базе интеловских наборов логики H97/Z97 и питаются от пары чипсетных линий PCIe.

Помимо контроллера Marvell 88SS9183 на платах M6e имеется по восемь чипов флеш-памяти компании Toshiba. В версии накопителя объёмом 128 Гбайт эти микросхемы содержат по два 64-гигабитных кристалла MLC NAND, а у накопителя на 256 Гбайт в каждой микросхеме содержится по четыре подобных ядра. Таким образом, в первом случае контроллер пользуется двукратным чередованием устройств в своих каналах, а во втором — четырёхкратным чередованием. Кроме этого, на платах установлен и играющий роль оперативной памяти чип DDR3-1333. Его ёмкость различна — 256 Мбайт у младшей версии SSD и 512 Мбайт — у старшей.

Несмотря на то, что использование слотов M.2 и шины PCI Express для подключения SSD — относительно новая тенденция, никаких проблем с совместимостью Plextor M6e не возникает. Поскольку работают они через стандартный протокол AHCI, при их установке в совместимые слоты M.2 (то есть такие, которые поддерживают PCIe-накопители) они обнаруживаются в BIOS материнской платы наряду с обычными дисками. Соответственно, в их назначении стартовыми устройствами нет никаких проблем, а операционной системе для работы M6e не требуется специальных драйверов. Иными словами, эти M.2 PCIe SSD проявляют себя внешне ровно так же, как и их собратья M.2 SATA.

SanDisk X300s

Компания SanDisk в отношении M.2-накопителей придерживается той же стратегии, что и Crucial, — она повторяет в этом формате свои 2,5-дюймовые SATA SSD. Однако касается это не всех потребительских продуктов, а лишь моделей для бизнеса. Это касается и выполненного в форм-факторе M.2 SanDisk X300s — мы имеем дело с накопителем на базе четырёхканального контроллера Marvell 88SS9188 и фирменной MLC-флеш-памяти SanDisk, произведённой по 19-нм техпроцессу второго поколения.

Не стоит забывать и о том, что у SanDisk X300s, как и у любого другого SSD данного производителя, есть и ещё одна особенность — технология nCache. В её рамках небольшая часть MLC NAND работает в быстром SLC-режиме и используется для кеширования и консолидации операций записи. Это позволяет X300s обеспечивать достойную производительность, даже несмотря на четырёхканальную архитектуру контроллера.

На тестирование нам был предоставлен образец SanDisk X300s объёмом 256 Гбайт. Выглядел он следующим образом.

SanDisk X300s 256 Гбайт (SD7UN3Q-256G-1122)

Сразу же бросается в глаза, что плата накопителя односторонняя, то есть он совместим в том числе и с «тонкими» слотами M.2, которые используются в некоторых ультрабуках, позволяя сэкономить дополнительные полтора миллиметра толщины. В остальном ничего необычного: формат платы — привычные 22 × 80 мм, для максимальной механической совместимости ножевой разъём снабжён обоими типами ключевых вырезов. Для работы SanDisk X300s требуется M.2-слот с поддержкой интерфейса SATA 6 Гбит/с, то есть в данном случае мы вновь имеем накопитель в новом формате, но работающий по старым правилам и не использующий открывающиеся возможности передачи данных по шине PCI Express.

На плате SanDisk X300s 256 Гбайт, помимо базового контроллера Marvell 88SS9188 и микросхемы оперативной памяти, установлено четыре микросхемы флеш-памяти, в каждой из которых зашито по восемь 19-нм полупроводниковых кристаллов MLC NAND объёмом по 64 Гбит. Таким образом, контроллер пользуется восьмикратным чередованием устройств, что в итоге даёт достаточно высокую степень параллелизма массива флеш-памяти.

Модель накопителя SanDisk X300s уникальна не только по своей аппаратной архитектуре, в основе которой лежит четырёхканальный контроллер компании Marvell. Ориентируясь на бизнес-использование, она может предложить аппаратное шифрование данных корпоративного уровня, не вносящее в работу SSD никаких задержек. Аппаратный движок AES-256 не только соответствует спецификациям TCG Opal 2.0 и IEEE-1667, но и сертифицирован ведущими производителями корпоративного программного обеспечения для защиты данных, в частности компаниями Wave, McAfee, WinMagic, Checkpoint, Softex и Absolute Software.

Transcend MTS600 и MTS800

Мы объединили рассказ о двух накопителях компании Transcend, поскольку, по мнению производителя, в архитектурном плане они почти полностью идентичны. Действительно, для них используется похожая элементная база и заявляются одинаковые показатели производительности. Различия же, по официальной версии, кроются лишь в разном размере M.2-карт, на которых они собраны. В основе MTS600 и MTS800 лежит фирменный чип Transcend TS6500, который на самом деле является перемаркированным контроллером Silicon Motion SM2246EN. А это значит, что попавшие к нам на тесты M.2 SSD компании Transcend по своей начинке аналогичны предлагаемому этой же фирмой достаточно популярному 2,5-дюймовому накопителю SSD370 . Таким образом, флеш-диски Transcend в формате M.2, как и многие другие участвующие в нашем тестировании модели, используют интерфейс SATA 6 Гбит/с.

Следует подчеркнуть, что контроллер Silicon Motion SM2246EN обычно применяется в бюджетных продуктах, так как он имеет четырёхканальную архитектуру. Именно с таким прицелом и были спроектированы Transcend MTS600 и MTS800. Вместе с простым контроллером в этих SSD используется также и недорогая 20-нм флеш-память с 128-гигабитными ядрами компании Micron, в результате чего MTS600 и MTS800 оказались одними из самых дешёвых SSD в M.2-формате в сегодняшнем тестировании.

На испытаниях у нас побывали Transcend MTS600 и MTS800 ёмкостью по 256 Гбайт. Надо сказать, что по внешнему виду они оказались совсем не похожи друг на друга.

Transcend MTS600 256 Гбайт (TS256GMTS600)

Transcend MTS800 256 Гбайт (TS256GMTS800)

Дело в размерах: модель MTS600 использует формат M.2 2260, а MTS800 — M.2 2280. Это означает, что длина карт этих SSD расходится на целых 2 см. Зато ножевой разъём у обоих накопителей одинаков и снабжён двумя пазами в положениях B и M. Соответственно, никаких механических ограничений совместимости нет, однако для работы этих SSD необходима поддержка слотом M.2 интерфейса SATA.

Платы обоих накопителей оснащены контроллером Transcend TS6500 и 256-мегабайтным чипом DDR3-1600 SDRAM, используемым в качестве оперативной памяти. А вот микросхемы флеш-памяти у накопителей неожиданно различаются, что хорошо видно по их маркировке. Количество и организация этих микросхем одинаковы: четыре чипа, в каждом из которых содержится по четыре 128-гигабитных устройства MLC NAND, произведённых по 20-нм техпроцессу. Отличия же состоят в том, что они используют разный уровень напряжений и имеют слегка различающиеся тайминги. Таким образом, несмотря на заверения производителя, MTS600 и MTS800 всё же несколько расходятся по своим характеристикам: на первом SSD из этой пары установлена память со слегка меньшей латентностью. Впрочем, возможно, связано это не с каким-то тонким маркетинговым расчётом, а с тем, что на разные партии накопителей может устанавливаться разная память.

Любопытный факт: Transcend решила взять на вооружение тактику Kingston и стала гарантировать для своих SSD весьма впечатляющий ресурс. Например, для рассматриваемых моделей ёмкостью по 256 Гбайт обещается возможность записи до 380 Тбайт данных. Это — существенно больше заявленной выносливости накопителей лидеров рынка.

⇡ Сравнительные характеристики протестированных SSD

	Crucial M500 120 Гбайт	Crucial M500 240 Гбайт	Crucial M550 128 Гбайт	Kingston SM2280S3 120 Гбайт	Plextor M6e 128 Гбайт	Plextor M6e 256 Гбайт	SanDisk X300s 256 Гбайт	Transcend MTS600 256 Гбайт	Transcend MTS800 256 Гбайт
Форм-фактор	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2260	M.2 2280
Интерфейс	SATA 6 Гбит/с	SATA 6 Гбит/с	SATA 6 Гбит/с	SATA 6 Гбит/с	PCIe 2.0 x2	PCIe 2.0 x2	SATA 6 Гбит/с	SATA 6 Гбит/с	SATA 6 Гбит/с
Контроллер	Marvell 88SS9187	Marvell 88SS9187	Marvell 88SS9189	Phison PS3108-S8	Marvell 88SS9183	Marvell 88SS9183	Marvell 88SS9188	Silicon Motion SM2246EN	Silicon Motion SM2246EN
DRAM-кеш	256 Мбайт	256 Мбайт	256 Мбайт	256 Мбайт	256 Мбайт	512 Мбайт	512 Мбайт	256 Мбайт	256 Мбайт
Флеш-память		Micron 128-Гбит 20-нм MLC NAND	Micron 64-Гбит 20-нм MLC NAND		Toshiba 64-Гбит 19-нм MLC NAND	Toshiba 64 Гбит 19-нм MLC NAND	SanDisk 64 Гбит A19-нм MLC NAND	Micron 128-Гбит 20-нм MLC NAND	Micron 128-Гбит 20-нм MLC NAND
Скорость последовательного чтения	500 Мбайт/с	500 Мбайт/с	550 Мбайт/с	500 Мбайт/с	770 Мбайт/с	770 Мбайт/с	520 Мбайт/с	520 Мбайт/с	520 Мбайт/с
Скорость последовательной записи	130 Мбайт/с	250 Мбайт/с	350 Мбайт/с	330 Мбайт/с	335 Мбайт/с	580 Мбайт/с	460 Мбайт/с	320 Мбайт/с	320 Мбайт/с
Скорость случайного чтения	62000 IOPS	72000 IOPS	90000 IOPS	66000 IOPS	96000 IOPS	105000 IOPS	90000 IOPS	75000 IOPS	75000 IOPS
Скорость случайной записи	35000 IOPS	60000 IOPS	75000 IOPS	65000 IOPS	83000 IOPS	100000 IOPS	80000 IOPS	75000 IOPS	75000 IOPS
Ресурс записи	72 Тбайт	72 Тбайт	72 Тбайт	230 Тбайт	Н/д	Н/д	80 Тбайт	380 Тбайт	380 Тбайт
Гарантийный срок	3 года	3 года	3 года	3 года	5 лет	5 лет	5 лет	3 года	3 года

Методика тестирования

Тестирование проводится в операционной системе Microsoft Windows 8.1 Professional x64 with Update, корректно распознающей и обслуживающей современные твердотельные накопители. Это значит, что в процессе прохождения тестов, как и при обычном повседневном использовании SSD, команда TRIM поддерживается и активно задействуется. Измерение производительности выполняется с накопителями, находящимися в «использованном» состоянии, которое достигается их предварительным заполнением данными. Перед каждым тестом накопители очищаются и обслуживаются с помощью команды TRIM. Между отдельными тестами выдерживается 15-минутная пауза, отведённая для корректной отработки технологии сборки мусора. Во всех тестах, если не указано иное, используются случайные несжимаемые данные.

Используемые приложения и тесты:

Iometer 1.1.0

Измерение скорости последовательного чтения и записи данных блоками по 256 Кбайт (наиболее типичный размер блока при последовательных операциях в десктопных задачах). Оценка скоростей выполняется в течение минуты, после чего вычисляется средний показатель.
Измерение скорости случайного чтения и записи блоками размером 4 Кбайт (такой размер блока используется в подавляющем большинстве реальных операций). Тест проводится дважды — без очереди запросов и с очередью запросов глубиной 4 команды (типичной для десктопных приложений, активно работающих с разветвлённой файловой системой). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов (в пределах от одной до 32 команд). Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
Установление зависимости скоростей случайного чтения и записи при работе накопителя с блоками разного размера. Используются блоки объёмом от 512 байт до 256 Кбайт. Глубина очереди запросов в течение теста составляет 4 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
Измерение производительности при смешанной многопоточной нагрузке и установление её зависимости от соотношения между операциями чтения и записи. Используются последовательные операции чтения и записи блоков объёмом 128 Кбайт, выполняемые в два независимых потока. Соотношение между операциями чтения и записи варьируется с шагом 10 процентов. Оценка скоростей выполняется в течение трёх минут, после чего вычисляется средний показатель.
Исследование падения производительности SSD при обработке непрерывного потока операций случайной записи. Используются блоки размером 4 Кбайт и глубина очереди 32 команды. Блоки данных выравниваются относительно страниц флеш-памяти накопителей. Продолжительность теста составляет два часа, измерения моментальной скорости проводятся ежесекундно. По окончании теста дополнительно проверяется способность накопителя восстанавливать свою производительность до первоначальных величин за счёт работы технологии сборки мусора и после отработки команды TRIM.

CrystalDiskMark 3.0.3b
Синтетический тест, который выдает типовые показатели производительности твердотельных накопителей, измеренные на 1-гигабайтной области диска «поверх» файловой системы. Из всего набора параметров, которые можно оценить с помощью этой утилиты, мы обращаем внимание на скорость последовательного чтения и записи, а также на производительность произвольных чтения и записи 4-килобайтными блоками без очереди запросов и с очередью глубиной 32 команды.
PCMark 8 2.0
Тест, основанный на эмулировании реальной дисковой нагрузки, которая характерна для различных популярных приложений. На тестируемом накопителе создаётся единственный раздел в файловой системе NTFS на весь доступный объём, и в PCMark 8 проводится тест Secondary Storage. В качестве результатов теста учитывается как итоговая производительность, так и скорость выполнения отдельных тестовых трасс, сформированных различными приложениями.
Тесты копирования файлов
В этом тесте измеряется скорость копирования директорий с файлами разного типа, а также скорость архивации и разархивации файлов внутри накопителя. Для копирования используется стандартное средство Windows — утилита Robocopy, при архивации и разархивации — архиватор 7-zip версии 9.22 beta. В тестах участвует три набора файлов: ISO — набор, включающий несколько образов дисков c дистрибутивами программ; Program — набор, представляющий собой предустановленный программный пакет; Work — набор рабочих файлов, включающий офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент. Каждый из наборов имеет общий объём файлов 8 Гбайт.

⇡ Тестовый стенд

В качестве тестовой платформы используется компьютер с материнской платой ASUS Z97-Pro, процессором Core i5-4690K со встроенным графическим ядром Intel HD Graphics 4600 и 16 Гбайт DDR3-2133 SDRAM. Данная материнская плата обладает штатным слотом M.2, в котором и испытываются накопители. Следует подчеркнуть, что данный слот M.2 обслуживается средствами набора логики Intel Z97 и поддерживает режимы SATA 6 Гбит/с и PCI Express 2.0 x2. С учетом того, что все участвующие в настоящем сравнении SSD используют либо первый, либо второй вариант подключения, возможностей этого слота в контексте данного тестирования вполне достаточно. Работа твердотельных накопителей в операционной системе обеспечивается драйвером Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.2.4.1000.

Объём и скорость передачи данных в бенчмарках указываются в бинарных единицах (1 Кбайт = 1024 байт).

⇡ Участники тестирования

Полный список M.2-накопителей, принявших участие в этом сравнении, выглядит следующим образом:

Crucial M500 120 Гбайт (CT120M500SSD4, прошивка MU05);
Crucial M500 240 Гбайт (CT120M500SSD4, прошивка MU05);
Crucial M550 128 Гбайт (CT128M550SSD4, прошивка MU02);
Kingston SM2280S3 120 Гбайт (SM2280S3/120G, прошивка S8FM06.A);
Plextor M6e 128 Гбайт (PX-G128M6e, прошивка 1.05);
Plextor M6e 256 Гбайт (PX-G256M6e, прошивка 1.05);
SanDisk X300s 256 Гбайт (SD7UN3Q-256G-1122, прошивка X2170300);
Transcend MTS600 256 Гбайт (TS256GMTS600, прошивка N0815B);
Transcend MTS800 256 Гбайт (TS256GMTS800, N0815B).

⇡ Производительность

Последовательные операции чтения и записи

Сразу же необходимо сказать, что, поскольку накопители в формате M.2 не имеют никаких принципиальных отличий от обычных моделей 2,5 дюйма или PCI Express, и используют для подключения те же самые интерфейсы, их производительность в целом похожа на производительность привычных нам SSD. В частности, скорость последовательного чтения, как это обычно и бывает, приближается к пропускной способности интерфейса, и по этому параметру впереди оказываются обе модификации Plextor M6e, которые работают через шину PCIe x2.

Скорость же записи определяется особенностями внутреннего строения конкретных моделей, и здесь на первых местах оказываются накопители Plextor M6e и SanDisk X300s 256-гигабайтной ёмкости. Так уж получилось, что большинство накопителей в нашем тесте — это модели среднего и нижнего уровня, поэтому более 400 Мбайт/с при записи выдают очень немногие SSD.

Случайные операции чтения

Любопытно, что при измерении производительности случайного чтения Plextor M6e 256 Гбайт, оснащенный интерфейсом PCIe x2, уступает первое место обладающему эффективной технологией nCache флеш-накопителю SanDisk X300s 256 Гбайт. Иными словами, получается, что M.2 SSD, использующие SATA-подключение, могут вполне на равных конкурировать с моделями PCIe x2, по крайней мере с теми, которые есть на рынке в данный момент. Кстати, из твердотельных накопителей с ёмкостью 128 Гбайт наилучшей производительностью обладает тоже не продукт Plextor, а Crucial M550.

Более развёрнутую картину можно увидеть на следующем графике, на котором показано, как зависит производительность SSD от глубины очереди запросов при чтении 4-килобайтных блоков.

С ростом глубины очереди запросов накопители Plextor всё-таки захватывают лидерство, однако следует понимать, что в реальных задачах эта глубина редко превышает четыре команды. Этот же график явно показывает слабые места тех SSD, которые построены на четырёхканальных контроллерах. При росте нагрузки их результаты масштабируются гораздо хуже, поэтому такие продукты не следует использовать в применениях, где необходима обработка сложных многопоточных обращений.

В дополнение к этому предлагаем посмотреть, как зависит скорость случайного чтения от размера блока данных:

Чтение большими блоками позволяет вновь столкнуться с ограничениями, которые создаёт SATA-интерфейс. Использующие его накопители в форм-факторе M.2 демонстрируют заметно худшие результаты, чем их собратья того же формата, но работающие через PCIe x2. Причём их превосходство начинается уже на 8-килобайтных блоках, что указывает на явную востребованность быстрой шины.

Случайные операции записи

Производительность случайной записи во многом определяется скоростью используемой в накопителях флеш-памяти. И так уж получилось, что верхние места на диаграммах заняли те SSD, которые основаны на MLC NAND компании Micron. Но самое удивительное, что лучшим быстродействием выделяется Crucial M550 128 Мбайт, даже несмотря на свой небольшой объём, который не даёт контроллеру пользоваться максимально эффективным чередованием устройств флеш-памяти в своих каналах.

Целиком же зависимость скорости произвольной записи 4-килобайтными блоками от глубины очереди запросов выглядит следующим образом:

Высокая производительность Crucial M550 проявляется при любой, кроме максимальной, глубине очереди операций. А вот накопители того же производителя, но из предыдущей линейки M500, напротив, отличаются крайне невысокой скоростью работы при записи данных.

Следующий график отражает зависимость производительности случайных записей от размера блока данных.

Если при чтении большими блоками наивысшую производительность показывали накопители Plextor благодаря более высокой пропускной способности используемого ими интерфейса, то при записи высокими показателями блещет лишь 256-гигабайтная версия M6e. Аналогичный SSD вдвое меньшего объёма оказывается ничем не лучше остальных моделей, работающих через SATA, среди которых, кстати, вновь выделяется Crucial M550 128 Гбайт. Этот твердотельный накопитель, похоже, является самым эффективным SSD для сред с преобладанием операций записи.

По мере удешевления твердотельные накопители перестают использоваться в качестве исключительно системных и становятся обычными рабочими дисками. В таких ситуациях на SSD поступает не только рафинированная нагрузка в виде записи или чтения, но и смешанные запросы, когда операции чтения и записи инициируются разными приложениями и должны обрабатываться одновременно. Однако работа в дуплексном режиме для современных контроллеров SSD остаётся существенной проблемой. При смешивании операций чтения и записи в одной очереди скорость большинства твердотельных накопителей потребительского уровня заметно проседает. Это стало поводом для проведения отдельного исследования, в рамках которого мы проверяем, как работают SSD при необходимости обработки последовательных операций, поступающих вперемежку. Следующая диаграмма демонстрирует наиболее характерный для десктопов случай, когда соотношение количества операций чтения и записи составляет 4 к 1.

Оба Plextor M6e здесь удерживают лидерство. Они сильны при операциях последовательного чтения и примешивание к ним некоторой небольшой доли операций записи этим накопителям совсем не вредит. На втором месте — Crucial M550: он уверенно держался при чистых операциях и продолжает демонстрировать неплохую производительность в том числе и при смешанной нагрузке.

Следующий график даёт более развёрнутую картину производительности при смешанной нагрузке, показывая зависимость скорости SSD от того, в каком соотношении приходят на него операции чтения и записи.

При тех соотношениях между операциями чтения и записи, где скорость SSD не определяется пропускной способностью интерфейса, результаты почти всех участников тестирования сбиваются в тесную группу, от которой отстают лишь три аутсайдера: Crucial M500 120 Гбайт, SanDisk X300s 256 Гбайт и Kingston SM2280S3 120 Гбайт.

PCMark 8 2.0, реальные сценарии использования

Тестовый пакет Futuremark PCMark 8 2.0 интересен тем, что он имеет не синтетическую природу, а напротив — основывается на работе реальных приложений. В процессе его прохождения воспроизводятся настоящие сценарии использования диска в распространённых десктопных задачах и замеряется скорость их выполнения. Текущая версия этого теста моделирует нагрузку, которая взята из реальных игровых приложений Battlefield 3 и World of Warcraft и программных пакетов компаний Abobe и Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint и Word. Итоговый результат исчисляется в виде усреднённой скорости, которую показывают накопители при прохождении тестовых трасс.

Два первых места в PCMark 8 отвоёвывают Plextor M6e объёмом 128 и 256 Гбайт. Получается, что при реальной работе в приложениях эти накопители, сильной стороной которых выступает использование не SATA-интерфейса, а PCIe x2, всё-таки превосходят остальные M.2 SSD, основанные на позаимствованной из 2,5-дюймовых моделей архитектуре. А среди заметно более дешёвых SATA-моделей наилучшие показатели выдают Crucial M550 120 Гбайт и SanDisk X300s 256 Гбайт, то есть те SSD, которые базируются на контроллерах Marvell.

Интегральный результат PCMark 8 нужно дополнить и показателями производительности, выдаваемыми флеш-дисками при прохождении отдельных тестовых трасс, которые моделируют различные варианты реальной нагрузки. Дело в том, что при разной нагрузке флеш-приводы зачастую ведут себя немного по-разному.

Накопители Plextor показывают отличную производительность в любых приложениях из списка PCMark 8. SATA SSD, к сожалению, конкурировать с ними могут разве только в World of Warcraft. Однако связано это в первую очередь не с тем, что Plextor M6e способны выдавать недосягаемую скорость, а с тем, что среди полученных нами на тестирование моделей M.2 SATA SSD не было, например, предложений Samsung или новых накопителей Crucial, которые вполне способны тягаться в скорости с работающим через PCIe x2 накопителем Plextor M6e.

Копирование файлов

Имея в виду, что твердотельные накопители внедряются в персональные компьютеры всё шире и шире, мы решили добавить в нашу методику измерение производительности при обычных файловых операциях — при копировании и работе с архиваторами, — которые выполняются «внутри» накопителя. Это — типичная дисковая активность, возникающая в том случае, если SSD исполняет роль не системного накопителя, а обычного диска.

Копирование, как ещё один пример реальной нагрузки, вновь выводит на первые позиции накопители Plextor, работающие через шину PCIe x2. Из моделей с интерфейсом SATA лучшими результатами могут похвастать Crucial M550 128 Гбайт и Transcend MTS600 256 Гбайт. Кстати, обратите внимание, данная модель SSD компании Transcend в реальной работе оказалась заметно лучше Transcend MTS800, так что эти накопители всё же не совсем идентичны по своему быстродействию.

Вторая группа тестов проведена при архивации и разархивации директории с рабочими файлами. Принципиально отличие этого случая заключается в том, что половина операций выполняется с разрозненными файлами, а вторая половина — с одним большим файлом архива.

Здесь ситуация отличается от копирования лишь тем, что к числу SATA-моделей накопителей, которые демонстрируют сравнительно неплохую производительность, добавляется SanDisk X300s 256 Гбайт.

Работа TRIM и фоновой сборки мусора

Испытывая различные твердотельные накопители, мы всегда проверяем то, как они отрабатывают команду TRIM и способны ли они собирать мусор и восстанавливать свою производительность без поддержки со стороны операционной системы, то есть в такой ситуации, когда команда TRIM не передаётся. Такое тестирование было проведено и в этот раз. Схема этого испытания стандартна: после создания длительной непрерывной нагрузки на запись данных, которая приводит к деградации скорости записи, мы отключаем поддержку TRIM и выжидаем 15 минут, в течение которых SSD может попытаться самостоятельно восстановиться за счёт собственного алгоритма сборки мусора, но без помощи со стороны операционной системы, и замеряем скорость. Затем на накопитель принудительно подаётся команда TRIM — и после небольшой паузы скорость измеряется ещё раз.

Результаты такого тестирования приведены в следующей таблице, где для каждой протестированной модели указано, реагирует ли она на TRIM очисткой неиспользуемой части флеш-памяти и может ли она заготавливать чистые страницы флеш-памяти под будущие операции, если команда TRIM на неё не подаётся. Для накопителей, которые оказались способны осуществлять сборку мусора и без команды TRIM, мы также указали тот объём флеш-памяти, который был самостоятельно освобождён контроллером SSD под будущие операции. Для случая эксплуатации накопителя в среде без поддержки TRIM это — как раз тот объём данных, который можно будет сохранить на накопитель с высокой первоначальной скоростью после простоя.

	TRIM	Без TRIM
	TRIM	Сборка мусора	Объём освобождаемой флеш-памяти
Crucial M500 120 Гбайт	Работает	Работает	0,9 Гбайт
Crucial M500 240 Гбайт	Работает	Работает	1,7 Гбайт
Crucial M550 128 Гбайт	Работает	Работает	1,8 Гбайт
Kingston SM2280S3 120 Гбайт	Работает	Работает	7,6 Гбайт
Plextor M6e 128 Гбайт	Работает	Работает	1,9 Гбайт
Plextor M6e 256 Гбайт	Работает	Работает	12,7 Гбайт
SanDisk X300s 256 Гбайт	Работает	Не работает	-
Transcend MTS600 256 Гбайт	Работает	Работает	2,7 Гбайт
Transcend MTS800 256 Гбайт	Работает	Работает	2,7 Гбайт

Все прошедшие через наше тестирование M.2-накопители нормально обрабатывают команду TRIM. Да и было бы странно, если в 2015 году какой-то из SSD вдруг не справился бы с такой, можно сказать базовой, функцией. А вот с более сложной задачей — сборкой мусора без поддержки со стороны операционной системы — ситуация складывается по-разному. Наиболее эффективными алгоритмами, которые позволяют упреждающе высвобождать наибольшее количество флеш-памяти под будущие записи, отличаются Kingston SM2280S3 на базе контроллера Phison S8 и Plextor M6e объёмом 256 Гбайт с контроллером Marvell 88SS9183. Любопытно, что 128-гигабайтная версия PCIe-накопителя Plextor осуществляет сборку мусора гораздо менее эффективно. Однако в любом случае почти все из протестированных накопителей в моменты простоя занимаются реорганизацией данных во флеш-памяти и готовят её под быстрое выполнение последующих операций. Исключение лишь одно — SanDisk X300s 256 Гбайт, у которого без TRIM сборка мусора не работает в принципе.

При этом нужно напомнить, что для современных твердотельных накопителей необходимость работающей без TRIM сборки мусора можно поставить под вопрос. Все актуальные версии распространённых операционных систем TRIM поддерживают, поэтому считать, что SanDisk X300s, в котором автономная сборка мусора не работает, принципиально хуже других фигурирующих в этом обзоре SSD, было бы неверным. В повседневном использовании такая его особенность вряд ли как-либо сможет проявиться.

⇡ Выводы

Итак, многообразие способов комплектации персональных компьютеров твердотельными накопителями увеличилось. К трем уже привычным вариантам — подключению к SATA-порту, в слот mSATA или установке в разъем PCI Express — добавился ещё один: в продаже появились SSD в виде плат форм-фактора M.2, а в различных платформах теперь нередко можно встретить соответствующие разъёмы. Невольно возникает вопрос: лучше M.2-накопители всех остальных разновидностей SSD или хуже?

В теории стандарт M.2, действительно, предлагает более широкие возможности по сравнению с другими видами подключения. И дело тут не только в том, что карты M.2 компактны, имеют удобный для размещения микросхем флеш-памяти размер и могут находить применение в совершенно различных по своему назначению и уровню портативности платформах. M.2 — ещё и более гибкий и перспективный стандарт. Он позволяет системе взаимодействовать с SSD как по традиционному SATA-протоколу, так и по шине PCI Express, что открывает перед индустрией пространство для создания более быстрых флеш-накопителей, максимальная скорость которых не ограничивается величиной 600 Мбайт/с и обмен данными с которыми не обязательно выполняется по AHCI-протоколу с высокими накладными расходами.

Другое дело, что на практике всё это великолепие пока в полной мере не раскрывается. Доступные сегодня модели M.2-накопителей в большинстве своём основываются ровно на той же самой архитектуре, что и их 2,5-дюймовые собратья, а, значит, работают через всё тот же набивший оскомину интерфейс SATA. Почти все рассмотренные нами SSD в форм-факторе M.2 оказались аналогами каких-либо моделей привычного формата, а потому они предлагают совершенно типичные для массовых твердотельных накопителей характеристики, в том числе и уровень быстродействия. Единственным же исконным M.2-приводом из числа доступных в отечественных магазинах продуктов является лишь Plextor M6e, который работает через интерфейс PCIe x2, благодаря чему показывает лучшую, чем все его конкуренты, скорость при последовательных операциях. Но даже и его нельзя назвать идеальным SSD в M.2-формате: в Plextor M6e применяется относительно слабый контроллер, что обуславливает его невысокую производительность при нагрузках с произвольным доступом.

Так стоит ли стремиться заполнить твердотельным накопителем слот M.2, если он присутствует на вашей материнской плате? Если не брать в рассмотрение те мобильные конфигурации, которые иные варианты SSD попросту не допускают, то, откровенно говоря, сейчас в пользу положительного ответа на этот вопрос никаких явных аргументов не просматривается. Однако и отрицательных аргументов мы тоже привести не можем. Фактически, приобретя и установив в свою систему M.2 SSD, вы получите примерно то же самое, что и в случае использования стандартного 2,5-дюймого SATA SSD. При этом M.2-карты в среднем стоят немного дороже полноразмерных накопителей (бывает, что и наоборот), но зато они позволяют получить более компактную платформу и высвободить в корпусе лишний отсек. Что важнее в каждом конкретном случае — решать вам.

Но если в итоге вы решитесь на приобретение SSD в форм-факторе M.2, то из числа доступных в продаже вариантов рекомендуем обратить внимание на следующие модели:

Plextor M6e . Единственный доступный в отечественной рознице M.2-накопитель с интерфейсом PCIe 2.0 x2. За счёт увеличенной пропускной способности интерфейса демонстрирует высокие скорости при последовательных операциях, что делает его высокопроизводительным решением и при некоторых видах реальной нагрузки. К сожалению, стоимость такого SSD заметно выше, чем у моделей, работающих через SATA.
Crucial M550 . Отличный 2,5-дюймовый накопитель имеет почти не отличающийся от него аналог в M.2-формате. Компактные версии Crucial M550 столь же быстры и всеядны, как и одноимённые полноразмерные флеш-диски, а единственное свойство, которое было утрачено при переходе на M.2, — это аппаратная защита целостности данных от внезапных отключений питания.
SanDisk X300s . Данный накопитель в форм-факторе M.2 также является аналогом очень неплохой 2,5-дюймовой модели. Пусть она и не столь производительна, как флагманские SSD, но её несомненными плюсами выступает пятилетняя гарантия и совместимость с широким набором средств шифрования корпоративного уровня.
Transcend MTS600 . Бюджетный накопитель компании Transcend, пожалуй, предлагает наиболее выгодное соотношение цены и производительности среди всех представленных в тестировании моделей. Именно этим он и интересен — это очень достойное решение для недорогих платформ.

Доброго времени суток.

Уже как несколько лет канули в лету споры о выгоде от использования SSD накопителей - сейчас его рекомендуют устанавливать всем: не только профессиональным геймерам или программистам, но и обычным пользователям. Преимущество в дисковой производительности колоссальное: в 5-10 раз!

Однако, сейчас достаточно много SSD накопителей, различающихся размерами (прим.: форм-фактор): если с SSD форм-фактора 2,5 дюйма (классический размер, выглядит также, как жесткий диск) вопросов не так много, то вот с "новомодными" SSD M2 - настоящая путаница!

Собственно, в этой статье хотел разобрать самое основное о накопителях SSD M2: какой именно накопитель мне подойдет, какой интерфейс используется, что это за 2242, 2260, 2280 и ключи "M"," "B", "B&M" на маркировке накопителя...

Выбор накопителя SSD M2: разбираемся с путаницей

Во многих новых ноутбуках и компьютерах на материнской плате стал все чаще появляться новый разъем M2 (что не удивительно!). Ведь он пришел на смену интерфейсам: mSATA, mini PCI Express.

И здесь хочу сразу отметить преимущество интерфейса M2: он позволяет обходиться без кабелей питания, отдельных шлейфов и пр. добра (по сути, позволяет подключать устройства просто вставив карту в слот!). К тому же, он меньше, чем тот же mSATA. Все это в купе позволяет M2 использовать в более мобильных и компактных устройствах, делает его более удобным и популярным.

Добавлю, что использовать M2 можно и для установки Wi-Fi адаптера, 3G/4G модемов, Bluetooth модуля, и др. устройств. (Прим.: просто многие полагают, что M2 используется исключительно для SSD)

Кстати!

M2 интерфейс одно время назывался как NGFF (форм фактор следующего поколения). В некоторых магазинах и у некоторых производителей накопителей встречаются SSD M2 именно с этой маркировкой.

В чем состоит путаница

1) SATA и PCIe

Формат M2, конечно, бесспорно перспективный, но уж очень все с ним не просто. Сразу скажу, что он подразделяется на два больших типа: SATA и PCIe (а каждый из этих типов подразделяется на несколько подтипов).

Почему так было сделано? M2, как уже сказал выше, задумывался как универсальный интерфейс, который заменит устаревшие mSATA и mini PCIe. Но, дело в том, что пропускная способность SATA III составляет 6 Гбит/с, а накопитель SSD M2 PCIe - способен обеспечить скорость работы до 32 Гбит/с (согласитесь, разница существенна!).

Дополню , что M.2 PCIe различается по скорости в зависимости от количества линий. Так, например, PCI Express 2.0 с двумя линиями (обозначается, как PCI-E 2.0 x2) - обеспечивает скорость до 8 Гбит/c, PCI Express 3.0 с четырьмя линиями (PCI-E 3.0 x4) - обеспечивает заветные 32 Гбит/с.

Весь смак в том, что большинство устройств (скажем, ноутбуки) поддерживают только один тип диска, например, SSD M2 SATA III. Т.е. при выборе нужно очень внимательно подойти к тому, что же поддерживает устройство (но об этом еще пару слов ниже).

2) Габариты накопителя 2242, 2260 и 2280

Еще один важный момент: накопители M2 (как SATA, так и PCIe) - могут быть разных габаритов. Всего их три: 2242, 2260 и 2280.

Первые две цифры (22) - это ширина накопителя, вторые (42, 62 или 80) - это его длина (см. скриншот ниже в качестве примера).

Суть в том, что разные материнские платы поддерживают разные габариты накопителей. И если диск меньшей длины еще можно вставить в слот, то вот если он больше - это беда...

Однако, отмечу, что сейчас в продаже есть универсальные диски, длинной 80 мм, которые самостоятельно можно подрезать до нужной длины (прим.: все необходимые микросхемы располагаются на длине 42 мм).

3) Ключи

Под ключами подразумеваются контакты и их расположение на накопителе. Существуют три вида ключей: "M", "B", и универсальный "B&M" (наглядный пример ниже). Перед покупкой диска, необходимо знать, какой ключ поддерживается вашим устройством.

Накопители с разными ключами, наглядный пример

Ключи на SSD M2 накопителях: интерфейс, механическая совместимость, схема

Вся "соль" с этими ключами в том, что, например, мат. плата с сокетом PCIe x2 использует ключ "B", но есть накопители SSD формата M2 SATA которые также используют ключ "B"! Разумеется, если подключить такой накопитель к материнской плате с сокетом PCIe x2 - работать он не будет!

4) Технология NVMe

Старые диски используют протокол AHCI, но с появлением более быстрых дисков - он перестал справляться со своей задачей (не позволяет использовать максимальные скоростные характеристики накопителей). Для решения сей проблемы выпущен новый протокол - NVMe.

Он обеспечивает более высокую скорость, требует меньше ресурсов от процессора при операциях чтения/записи, стали гораздо меньше задержки. Чтобы ваш SSD мог работать по данному протоколу, обратите внимание на то, поддерживает ли ваша мат. плата данную технологию.

Итоги (что знать перед покупкой SSD M2, чтобы не оказаться в "дураках"):

какой интерфейс поддерживает ваша материнская плата (PCI-E 2.0 x4, PCI-E 3.0 x2, PCI-E 3.0 x4, SATA III);
габариты SSD M2 накопителя, который можно установить (2280, 2260, 2242);
ключ, который поддерживает ваша материнская плата (обычно, SATA диски выпускаются с ключом "M&B", а PCIe x4 – с ключом "M");
поддерживается ли мат. платой технология NVMe (если да - то естественно, и накопитель стоит покупать с поддержкой NVMe).

Только после ответа на эти несколько вопросов, можно сделать выбор SSD M2, который будет у вас работать.

Обновление от 27.01.2019 . Сейчас стали появляться в продаже ноутбуки (и мат. платы) с универсальными портами, к которым можно подключить SSD M2 как PCI-E, так и SATA.

Стоит ли игра свеч? Переходить ли на SSD...

Многие часто спрашивают, а стоит ли вообще переходить на SSD, так уж существенна разница ли...

В качестве примера покажу сравнительный тест нескольких дисков, установленных у меня на ноутбуках/ПК. Первый тест - это SSD M2 (NVMe), второй - SSD M2 (SATA III), третий - классический HDD.

Тест скорости накопителей SSD (NVMe, SATA), HDD | Кликабельно (Crystal DiskMark - утилита для теста)

Примечание! На скринах вы видите синтетические тесты. В реальной работе (при загрузке ОС, запуске игр, работе с ПО): многие из обычных пользователей отмечают огромную разницу между HDD и SSD (SATA), но почти не замечают между SSD (NVMe) и SSD (SATA).

Обратите внимание на первую строчку. Скорость чтения (Read) 2591 MB/s против 73 MB/s - разница в 30÷35 раз! Т.е. если раньше, до установки SSD (NVMe), Windows загружалась в течении 1 минуты - то сейчас менее 10 сек.!

Я уж не говорю о остальных программах: Word, браузеры, проигрыватели и пр. - запускаются моментально, сразу же после двойного клика мышки по ярлычку!

Дополнение!

Как проверить скорость диска: HDD, SSD. Тест, определение разницы в скорости между SSD и HDD, стоит ли переходить на твердотельный диск -

Как узнать, какой SSD M2 поддерживает моя мат. плата, что выбрать

Очень популярный вопрос. Для начала, хочу сказать не верьте никаким утилитам для просмотра характеристик ПК. Дело в том, что они могут показать наличие слота M2, но фактически на плате его может не быть (т.е. для него предусмотрено место на плате, а физически слота нет) !

И так, ближе к делу...

1) Вариант №1 - посмотреть на самой мат. плате.

Если на вашей мат. плате есть разъем M2 - то в большинстве случаев рядом с ним есть маркировка, по которой вы сможете узнать нужные сведения (пример ниже). К тому же сразу убедитесь в физическом наличие этого разъема (что важно сделать перед покупкой накопителя).

2) Вариант №2 - посмотреть на сайте производителя

Зная модель материнской платы (или ноутбука), можно зайти на сайт ее производителя и посмотреть характеристики. Кстати, некоторые материнские платы сейчас делают универсальными, которые могут поддерживать несколько типов накопителей SSD M2 (пользователям ноутбуков в данном случае повезло меньше, т.к. они чаще всего поддерживают какой-то один конкретный тип).

Характеристики мат. платы на сайте производителя

3) Вариант №3 - посмотреть обзор конкретного ноутбука (мат. платы).

Многие магазины и пользователи (которые уже приобрели данное железо) часто делают обзоры, из которых можно почерпнуть необходимые данные. Однако, рекомендую их подкреплять также первыми двумя вариантами (т.к. сказать, убедиться своими глазами).

Дополнения приветствуются...

Несмотря на то, что твердотельные диски, то есть SSD, появились достаточно давно, многие пользователи только начинают узнавать о них и использовать на своих компьютерах. Возможно, это связано с большой ценой и маленькой емкостью, хотя они имеют более высокое быстродействие по сравнению со стандартными накопителями и работают значительно быстрее.

Перед тем как углубиться в разновидности винчестеров, технологии их изготовления, типы памяти и контроллеры, необходимо сделать акцент на форм-факторе (размере). Каждое из устройств отличается по размерам, имеет свои разъемы подключения и используется совершенно по-разному. Если SSD в 2.5 дюйма не вызывает никаких вопросов, так как по размерам и расположению разъемов он схож с обычными жесткими дисками, то иные разновидности вызывают массу вопросов.

Сегодня мы поговорим о таких устройствах, как SSD M.2 накопители, что это такое, в чем их особенности и преимущества. Это относительно новый стандарт, который, по мнению многих специалистов, является революционным решением. Давайте более разберемся в этой теме и узнаем максимум информации.

Развитие SATA интерфейса

Интерфейс SATA стал хорошей заменой PATA, сменив широкий шлейф более компактным, тонким и удобным вариантом. Основной тенденцией его развития являлось стремление к компактности, и это вполне нормально. Даже для нового интерфейса потребовалась разновидность, позволяющая использовать его в мобильных устройствах и там, где предъявляются особенные требования к размерам комплектующих.

Таким образом, был создан mSATA – тот же интерфейс, только с более компактными размерами. Но он прожил недолго и ему на смену быстро пришел абсолютно новый — разъем M.2, который обладал еще большими возможностями. Не по ошибке в аббревиатуре нет слова SATA, так как новый вариант не относится к данному стандарту. Более подробно об этом мы поговорим дальше.

Единственное, что необходимо сказать — SSD диск M.2 подключается без кабелей питания и шлейфов, благодаря этому его использование становится максимально комфортным и позволяет быть компьютеру еще компактнее. Это является одним из его ключевых преимуществ.

Обзор интерфейса M.2

M.2 – это разъем на плате расширения, устанавливаемой в слот PCI-Express, или на самой материнской плате. Устанавливать в него можно не только SSD формата M.2, но прочие модули, в том числе Bluetooth и Wi-Fi. Сфера применения данного разъема достаточно широкая, что делает его невероятно удобным и полезным.

При апгрейде компьютера обязательно обратите на него внимание и установите системную плату с этим разъемом, даже если вы не планируете пока ставить твердотельный накопитель с таким интерфейсом.

Однако если у вас довольно старая системная плата, и вы не хотите ее менять, например «GA-P75-D3» с отсутствующим слотом M2, но при этом у нее имеется PCI-E 3.0, на который установлена видеокарта и разъем PCIe x4. В данном случае на PCIe x4 можно установить ССД через специальный переходник, но его скорость будет немного ниже.

Абсолютно все SSD накопители М.2 обладают утапливаемым креплением в разъемах М.2. Данный форм-фактор обеспечивает максимальную производительность при минимальном потреблении ресурсов и рассчитан на технологическое усовершенствование винчестеров в будущем.

Более того, как уже было сказано выше, для подключения не нужны кабели и шлейфы, которые обычно только занимают лишнее место. Для того чтобы начать работу с устройством, достаточно просто вставить его в разъем.

M-key и B-key

Существующие сегодня жесткие диски, в том числе твердотельные накопители, подключаются к шине SATA. Максимальная пропускная способность которой составляет 6 Гб/с, то есть примерно 550-600Мб/с. Для обычного накопителя такая скорость попросту недостижима, но SSD диски без каких-либо проблем могут развивать скорость гораздо большую. Только их установка абсолютно бессмысленна, если интерфейс не может «прокачать» данные с более высокой скоростью, чем та, на которую он сам рассчитан.

Ввиду этого появилась возможность использовать шину PCI-Express с большей пропускной способностью:

PCI-Express 2.0. Имеет две линии (PCI-E 2.0 x2), характеризуется пропускной способностью до 8Гб/с, или около 800Мб/с.
PCI-Express 3.0. Имеет четыре линии (PCI-E 3.0 x4), с пропускной способностью 32Гб/с, или примерно 3.2Гб/с.

Какой интерфейс применяется для подключения того или иного устройства определяет положение перемычки.

В настоящее время накопители ССД М.2 имеют такие варианты ключей:

B key «Socket2» (включает поддержку PCI-E ×2, SATA, Audio, USB и прочих модулей).
M key «Socket3» (включает поддержку PCI-E ×4 и SATA).

Например, берем материнскую плату с разъемом М.2 с М-ключом. То есть, применяется шина PCIe ×4. Можно ли установить в нее твердотельный накопитель с интерфейсом SATA? Это интересный вопрос, на который мы попытаемся найти ответ.

Необходимо открыть информацию о материнской плате и узнать, поддерживает она M.2 SATA или нет. Допустим, производитель говорит, что да. В этом случае покупается ССД диск, который изначально создан для PCIe ×4, и абсолютно никаких проблем при подключении возникнуть не должно.

Выбирая системную плату, в обязательном порядке обращайте свое внимание на то, поддерживается ли в М.2 шина SATA, чтобы можно было использовать любой винчестер.

Давайте резюмируем все выше сказанное и подведем итоги:

М.2 – это попросту другой форм-фактор (разъем и размер) твердотельных дисков. Все материнские платы, которые оснащены данным слотом, используют шину PCI-E x4.
Тип применяемой шины накопителем зависит от ключей. Обычно применяется шина PCI-Express (ключ M) или SATA (ключ M+B). Возможность подключения ССД с SATA интерфейсом должна быть обозначена в характеристиках материнской платы.

Спецификация размеров: 2260, 2280 и другие

Зачастую просматривая спецификацию материнской платы компьютера или ноутбука можно встретить такую строчку «1 x M.2 Socket 3, with M Key, type 2260/2280» — значит, что используется 1 слот M.2 c ключом типа M и размером 2260/2280. Первые две цифры «22» — означают ширину в «мм», вторые две цифры «60» — это длина. Поэтому если выбрать, скажем, Transcend TS128GMTS600, с длинной «60мм» и шириной «22мм», то с его установкой проблем не возникнет.

Но даже если взять Kingston SHPM2280P2/480G с типом «2280» и так как в характеристиках системной платы заявлена поддержка данного вида накопителей, то установить его не составит труда.

Материнская плата может поддерживать множество размеров устанавливаемых модулей и в таком случае на ней размещаются фиксирующие винты, которые рассчитаны под каждую длину планки.

Технология NVMe

Старое поколение обычных магнитных и SSD дисков используют протокол AHCI, который был создан сравнительно давно и до сих пор поддерживается многими операционными системами. Но с появлением более современных и быстрых ССД, он не справляется со своей задачей и не может использовать все их возможности на максимум.

В качестве решения этой проблемы был создан протокол NVMe. Он характеризуется наиболее высокой скоростью, меньшими задержками и задействует минимум ресурсов процессора при выполнении операций.

Чтобы носитель работал по данной технологии, он должен ее поддерживать, поэтому при выборе, обратите на это отдельно внимание, ровно также как и материнская плата (она должна быть с поддержкой стандарта UEFI).

Подведем итоги

После того как мы провели обзор SSD со стандартом M.2 можно сказать, что это самый компактный форм-фактор твердотельных устройств. И в случае его поддержки материнской платой, рекомендуется использовать именно его.

Давайте рассмотрим несколько , которые помогут вам сделать правильный выбор. Итак, в первую очередь при покупке следует обращать внимание на следующие моменты:

Имеет ли системная плата необходимый слот M.2, и какой размер модулей она позволяет использовать (2260, 2280 и т.д).
Тип ключа, который использует слот (M, B или B+M).
Поддерживает ли материнская плата интерфейс SATA или PCI-E, и какая версия используется (например, PCIe 3.0 4x).
Поддерживаются ли операционной системой, самим SSD диском и материнской платой протоколы AHCI или NVMe.

Ведь отвечая на вопрос, что лучше, SSD со стандартным разъемом или M.2, понятное дело, что следует выбрать второй вариант с поддержкой NVMe и установить его на PCIe 3.0×4.

Это позволит не только освободить больше места путем сокращения количества проводов, но и увеличит скорость передачи, быстродействие системы и ее производительность. Главное – он сделает работу за компьютером более комфортной, приятной и эффективной.

#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 .

Форм-фактор и ключи.

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

Socket 1

Socket 2

Socket 2

Socket 3

Реализации логического интерфейса и набора команд.

Что такое NVMe?

Распиновка типовых разъемов M.2.

Заключение.

⇡ Единство и многообразие мира M.2

⇡ Сравнительные характеристики протестированных SSD

Методика тестирования

⇡ Тестовый стенд

⇡ Участники тестирования

⇡ Производительность

⇡ Выводы

Выбор накопителя SSD M2: разбираемся с путаницей

Развитие SATA интерфейса

Обзор интерфейса M.2

M-key и B-key

Спецификация размеров: 2260, 2280 и другие

Технология NVMe

Подведем итоги

Что нужно знать про M.2?

Номенклатурное обозначение M.2 (NGFF) устройств

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?

Socket 1

Socket 2

Socket 2

Socket 3

Наречие на ment во французском языке

Кальцоне: рецепт приготовления с курицей и овощами Закрытая пицца с грибами и курицей

Суп с яйцом и вермишелью Как готовить картофельный суп с яйцом