Pe măsură ce computerele, în special laptopurile, continuă să devină mai mici, componentele, cum ar fi unitățile de stocare necesare pentru a obține, de asemenea, corespunzător mai mici. Odată cu introducerea solid-state drives , a devenit un pic mai ușor de a le plasa în modele tot mai subțiri, cum ar fi Ultrabooks, dar problema a continuat apoi să utilizeze interfața SATA standard. În cele din urmă, interfața mSATA a fost creată pentru a crea o placă de profil subțire care ar putea interacționa cu interfața SATA. Problema acum este că standardele SATA 3.0 limitează performanța SSD-urilor. Pentru a corecta aceste probleme, trebuie dezvoltată o nouă formă de interfață compactă pentru carduri. Inițial, numit NGFF (Next Generation Form Factor), noua interfață a fost în cele din urmă standardizată în noua interfață M.2, în conformitate cu specificațiile SATA 3.2.
Viteze mai rapide
În timp ce mărimea este, desigur, un factor în dezvoltarea noii interfețe, viteza unităților este la fel de critică. Specificațiile SATA 3.0 au limitat latimea de bandă din lumea reală a unui SSD pe interfața unității la aproximativ 600MB / s, lucru pe care multe unități le-au atins acum. Specificațiile SATA 3.2 au introdus o nouă abordare mixtă pentru interfața M.2 la fel ca în cazul SATA Express . În esență, o nouă cartelă M.2 poate utiliza specificațiile SATA 3.0 existente și poate fi limitată la 600MB / s sau ar putea alege în schimb să utilizeze PCI-Express care oferă o lățime de bandă de 1GB / s sub actualul PCI-Express 3.0 standarde. Acum, viteza de 1GB / s este pentru o singură bandă PCI-Express. Este posibil să se utilizeze mai multe benzi și în conformitate cu specificația M.2 SSD, pot fi utilizate până la patru benzi. Utilizarea a două benzi ar oferi 2.0GB / s, în timp ce patru benzi pot oferi până la 4.0GB / s. Odată cu lansarea ulterioară a PCI-Express 4.0, aceste viteze s-ar dubla.
Acum nu toate sistemele vor atinge aceste viteze. Unitatea M.2 și interfața de pe computer trebuie să fie configurate în același mod. Interfața M.2 este proiectată să utilizeze fie un mod SATA moștenit, fie cele mai noi moduri PCI-Express, dar unitatea va alege care dintre ele să fie utilizat. De exemplu, o unitate M.2 proiectată cu un mod de moștenire SATA va fi limitată la viteza de 600 MB / s. Acum, unitatea M.2 poate fi compatibilă cu PCI-Express până la 4 benzi (x4), dar calculatorul utilizează numai două benzi (x2). Acest lucru ar duce la viteze maxime de doar 2.0GB / s. Deci, pentru a obține cea mai mare viteză posibilă, va trebui să verificați atât suportul pentru unitate, cât și computerul sau placa de bază.
Dimensiuni mai mici și mai mari
Unul dintre scopurile proiectului M.2 a fost reducerea dimensiunii generale a dispozitivului de stocare. Acest lucru se realizează într-una din mai multe moduri diferite. În primul rând, au făcut cărțile mai înguste decât factorul anterior de formare mSATA . Cardurile M.2 au o lățime de doar 22 mm față de mSATA de 30 mm. Cardurile pot fi de asemenea scurtate cu o lungime de doar 30mm față de mSATA de 50mm. Diferența este că cardurile M.2 suportă, de asemenea, lungimi mai mari de până la 110 mm, ceea ce înseamnă că poate fi mai mare, ceea ce oferă mai mult spațiu pentru chips-uri și astfel capacități mai mari.
În plus față de lungimea și lățimea cardurilor, există și opțiunea pentru plăcile M.2 cu o singură față sau față-verso. De ce cele două grosimi diferite? Ei bine, plăcile mono-laterale oferă un profil foarte subțire și sunt utile pentru laptopurile ultrascurte. O placă pe două fețe, pe de altă parte, permite de două ori mai multe chips-uri să fie instalate pe o placă M.2 pentru o capacitate de stocare mai mare, care este utilă pentru aplicațiile desktop compacte, unde spațiul nu este la fel de important. Problema este că trebuie să știți ce fel de conector M.2 se află pe computer, pe lângă spațiul pentru lungimea cardului. Majoritatea laptopurilor vor folosi doar un conector mono-lateral, ceea ce înseamnă că nu pot folosi carduri M.2 cu două fețe.
Moduri de comandă
De mai mult de un deceniu, SATA a făcut stocarea și conectarea la computere. Acest lucru se datorează interfeței foarte ușor de utilizat, dar și datorită structurii de comandă AHCI (Advanced Host Controller Interface). Aceasta este o modalitate prin care computerul poate comunica instrucțiuni cu dispozitivele de stocare. Este integrat în toate sistemele de operare moderne și, prin urmare, nu necesită instalarea altor drivere în sistemul de operare atunci când adăugăm unități noi. A funcționat foarte bine, dar a fost dezvoltată în epoca hard disk-urilor care au o capacitate limitată de a procesa instrucțiunile din cauza naturii fizice a capetelor de acționare și a platanelor. O coadă de comandă unică cu 32 de comenzi a fost suficientă. Problema este că drive-urile de stare solidă pot face mult mai mult, dar sunt restricționate de driverele AHCI.
Pentru a ajuta la eliminarea acestui obstacol și a îmbunătăți performanța, structura de comandă NVMe (Non-Volatile Express Express) și driverele au fost dezvoltate ca un mijloc de a elimina această problemă pentru unitățile SSD. În loc să folosească o singură coadă de comandă, aceasta oferă până la 65.536 cozi de comandă, cu cele 65.536 comenzi pe coadă. Acest lucru permite o mai mare procesare paralelă a solicitărilor de citire și scriere a memoriei, care vor ajuta la creșterea performanței peste structura de comandă AHCI.
În timp ce acest lucru este minunat, există o problemă. AHCI este construit în toate sistemele de operare moderne, dar NVMe nu este. Pentru a obține cel mai mare potențial din unități, driverele trebuie să fie instalate în partea de sus a sistemelor de operare existente pentru a utiliza acest nou mod de comandă. Aceasta este o problemă pentru mulți oameni pe sistemele de operare mai vechi. Din fericire, specificația unității M.2 permite utilizarea fiecăruia dintre cele două moduri. Acest lucru facilitează adoptarea noii interfețe cu computerele și tehnologiile existente utilizând structura de comandă AHCI. Apoi, pe măsură ce suportul pentru structura de comandă NVMe se îmbunătățește în software, aceleași unități pot fi utilizate cu acest nou mod de comandă. Trebuie doar să fiți avertizat că trecerea între cele două moduri va impune reformarea unităților.
Consum energetic îmbunătățit
Calculatoarele mobile au timpi de funcționare limitați, în funcție de dimensiunea bateriilor și de puterea trasă de diferitele componente. Dispozitivele de tip solid state au oferit reduceri semnificative ale consumului de energie al componentei de stocare, astfel încât acestea au îmbunătățit durata de viață a bateriei, dar există loc pentru îmbunătățire. Deoarece interfața M.2 SSD face parte din specificațiile SATA 3.2, aceasta include și alte caracteristici dincolo de interfața. Aceasta include o nouă caracteristică numită DevSleep. Dat fiind că din ce în ce mai multe sisteme sunt proiectate să intre într-un mod de oprire când sunt închise sau dezactivate, în loc să fie alimentate complet în jos, bateria este constantă pentru a păstra unele date active pentru recuperarea rapidă atunci când dispozitivele se trezesc. DevSleep reduce cantitatea de energie utilizată de dispozitive precum M.2 SSD-uri, creând o stare de putere mai mică. Acest lucru ar trebui să contribuie la prelungirea timpului de funcționare pentru sistemele spînzurate, în loc să fie alimentate între utilizări.
Probleme de pornire
Interfața M.2 este o mare plus față de spațiul de stocare pe computer și abilitatea de a îmbunătăți performanța computerelor noastre. Există însă o mică problemă cu implementarea timpurie a acesteia. Pentru a obține cea mai bună performanță din noua interfață, computerul trebuie să utilizeze magistrala PCI-Express, altfel, rulează la fel ca orice unitate SATA 3.0 existentă. Acest lucru nu pare a fi o afacere mare, dar este de fapt o problemă cu multe dintre primele câteva placi de bază care utilizează caracteristica. Unitățile SSD oferă cea mai bună experiență atunci când sunt utilizate ca drivere root sau boot. Problema este că software-ul Windows existent are o problemă cu multe unități de boot din magistrala PCI-Express mai degrabă decât de la SATA. Aceasta înseamnă că o unitate M.2 care utilizează PCI-Express în timp ce rapid nu va fi unitatea principală în care sunt instalate sistemul de operare sau programele. Rezultatul este o unitate de date rapidă, dar nu unitate de boot.
Nu toate calculatoarele și sistemele de operare au această problemă. De exemplu, Apple a dezvoltat OS X pentru a folosi busul PCI-Express pentru partițiile rădăcină. Acest lucru se datorează faptului că Apple și-a schimbat unitățile SSD în PCI-Express în MacBook Air 2013 înainte de finalizarea specificațiilor M.2. Microsoft a actualizat Windows 10 pentru a sprijini pe deplin noile unități PCI-Express și NVMe dacă hardware-ul pe care rulează se poate, de asemenea. Este posibil ca versiunile mai vechi ale Windows să poată fi acceptate dacă hardware-ul este acceptat și dacă sunt instalate drivere externe.
Cum Utilizarea M.2 poate elimina alte caracteristici
Un alt domeniu de interes, în special cu plăcile de bază desktop, se referă la modul în care interfața M.2 este conectată la restul sistemului. Vedeți că există un număr limitat de benzi PCI-Express între procesor și restul computerului. Pentru a utiliza un slot pentru card M.2 compatibil cu PCI-Express, producătorul plăcii de bază trebuie să utilizeze acele benzi PCI-Express de la alte componente ale sistemului. Modul în care acele benzi PCI-Express sunt împărțite între dispozitivele de pe panouri reprezintă o preocupare majoră. De exemplu, unii producători împărtășesc benzile PCI-Express cu porturile SATA. Astfel, folosirea slotului pentru unitate M.2 poate duce la eliminarea a patru sloturi SATA. In alte cazuri. M.2 poate partaja acele benzi cu alte sloturi de expansiune PCI-Express. Asigurați-vă că verificați modul în care este proiectată placa pentru a vă asigura că utilizarea M.2 nu va interfera cu utilizarea potențială a altor unități hard disk SATA, unități DVD sau Blu-ray sau alte carduri de extensie.