Записки IT специалиста
Твердотельные накопители (SSD) за последние годы стремительно улучшают свои показатели, выходя на рубежи производительности, которые еще недавно казались недостижимыми. Это сделалось возможным при переходе на шину PCI Express и протокол NVMe, такие диски не имеют ничего общего с SATA и являются новым типом накопителей, изначально рассчитанных на использование твердотельной памяти. При этом вокруг них до сих пор гуляет множество мифов и заблуждений, что порой очень мешает сделать правильный выбор, поэтому сегодня мы постараемся отделить зерна от плевел и рассказать о том, что действительно важно при выборе такого диска.
Научиться настраивать MikroTik с нуля или систематизировать уже имеющиеся знания можно на углубленном курсе по администрированию MikroTik. Автор курса, сертифицированный тренер MikroTik Дмитрий Скоромнов, лично проверяет лабораторные работы и контролирует прогресс каждого своего студента. В три раза больше информации, чем в вендорской программе MTCNA, более 20 часов практики и доступ навсегда.
Основным поводом к написанию данной статьи стал не уменьшающийся поток вопросов по поводу приобретения и работы NVMe накопителей, начиная с того, какой диск выбрать для приобретаемой системы, и заканчивая тем, что купленный диск не развивает заявленных в описании скоростей.
На сегодняшний день все новые диски — это NVMe -устройства, SATA диски продолжают производиться только в целях сохранения обратной совместимости и представлены практически полностью бюджетными моделями, так как возможности данного интерфейса полностью исчерпаны.
Чтобы лучше понимать, о чем пойдет речь дальше мы рекомендуем ознакомиться с нашей статьей: Твердотельные накопители: что такое SLC, MLC, TLC, QLC, NVMe и прочие аббревиатуры? Мы не будем подробно останавливаться на рассмотренных в ней вопросах.
Форм-фактор M.2 (NGFF): Ключи на накопителях SSD M.2
Спецификация M.2 предусматривает 12 типов ключей или прорезей на карте M.2 или в интерфейсе разъема. Многие из них зарезервированы для использования в будущем:
| Key ID | Расположение пин-ов | Интерфейс |
|---|---|---|
| A | 8-15 | 2x PCIe x1 / USB 2.0 / 12C / DP x4 |
| B | 12-19 | PCIe x2 / SATA / USB 2.0 / USB 3.0 / HSIC / SSIC / Audio / UIM / 12C |
| C | 16-23 | Зарезервирован |
| D | 20-27 | Зарезервирован |
| E | 24-31 | 2x PCIe x1 / USB 2.0 / 12C / SDIO / UART / PCM |
| F | 28-35 | Future Memory Interface (FMI) |
| G | 39-46 | Для M.2 не используется (зарезервирован для не стандартных применений) |
| H | 43-50 | Зарезервирован |
| J | 47-54 | Зарезервирован |
| K | 51-58 | Зарезервирован |
| L | 55-62 | Зарезервирован |
| M | 59-66 | PCIe x4 / SATA |
1 Приведены уже назначенные ключи M.2 .
2 К SSD M.2 относятся только ключи B и M.
Специально для SSD M.2 обычно используют 3 вида ключей:
Различные типы ключей помечаются на концевых контактах (позолоченных) SSD M.2 или рядом с ним, а также на разъеме M.2 .
На рисунке ниже представлены ключи SSD M.2 на SSD M.2 и совместимых разъемах M.2 с прорезями, позволяющими вставлять накопители в соответствующие разъемы:
Следует учесть, что SSD M.2 с ключом B имеют другое количество концевых контактов (6) по сравнению с SSD M.2 с ключом M (5). Такая асимметричная схема позволяет избежать ошибок размещения SSD M.2 с ключом B в разъем M, и наоборот.
Что означают разные ключи?
Какие конфигурации M.2 и разъемов несовместимы?
| Ключ SSD M.2 | Концевые контакты SSD | Несовместимые разъемы |
|---|---|---|
| Ключ B |  |
 |
| Ключ M |  |
 |
Таким образом, ключи B+M на SSD M.2 обеспечивают перекрестную совместимость с различными системными платами, а также поддержкой соответствующего протокола SSD ( SATA или PCIe ). Хост-разъемы некоторых системных плат могут быть рассчитаны на подключение только SSD с ключами M или только с ключами B. SSD с ключами B+M предназначены для устранения этой проблемы. Однако подключение SSD M.2 в разъем не гарантирует его работы, это зависит от общего протокола между SSD M.2 и системной платой.
Хост-разъемы M.2 могут быть основаны на ключе B или на ключе M. Они могут поддерживать как протокол SATA , так и протокол PCIe . И наоборот, они могут поддерживать только один из двух протоколов.
Если концевые контакты SSD имеют ключ B+M, они физически подходят к любому хост-разъему, однако необходимо изучить спецификацию системной платы/производителя системы, чтобы убедиться в совместимости протоколов.
Что нужно знать про M.2?
- Спецификация M.2 (NGFF) включает в себя устройства, припаиваемые к материнской плате, а также разъём M.2 на материнской плате, 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.
| Выступающие компоненты модуля М.2, мм | ||
| Сверху (максимум) | Снизу (максимум) | |
| S1 | 1.2 | 0 |
| S2 | 1.35 | 0 |
| S3 | 1.5 | 0 |
| D1 | 1.2 | 1.35 |
| D2 | 1.35 | 1.35 |
| D3 | 1.5 | 1.35 |
| D4 | 1.5 | 0.7 |
| D5 | 1.5 | 1.5 |
| 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 | Ключ зарезервирован для будущих применений |
| D | 20-27 | Ключ зарезервирован для будущих применений |
| E | 24-31 | PCIe x2 / USB / I2C-ME / SDIO / UART / PCM |
| F | 28-35 | Будущий интерфейс памяти (FMI) |
| 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, SSD с обозначением 2280-D2-B-M 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.
В чем различия M2 и NVMe
M.2 — это просто форм-фактор. Накопители M.2 могут быть в версиях SATA (например, M.2 Samsung 860 EVO) и версиях NVMe (например, Samsung 970 EVO)
Как вы можете заметить, эти две платы очень похожи внешне, но имеют небольшое различие в разъеме подключения. SSD-накопители SATA M.2 и 2,5-дюймовые SATA SSD — фактически работают с одинаковыми характеристиками. Накопители NVMe M.2 работают на шине PCIe, и это совершенно другие показатели в пропускной способности, они существенно выше чем у SATA шины.
Что такое NVMe
NVMe — это открытый стандарт, разработанный для «энергонезависимой Express памяти», который позволяет современным твердотельным накопителям работать со скоростью чтения / записи, на которую способна их флэш-память. По сути, такой подход позволяет флэш-памяти SSD работать напрямую через интерфейс PCIe, а не через устаревшую SATA технологию. Иными словами, NVMe это описание шины, которую компонент использует для электрической связи с ПК, а не новый тип флэш-памяти. Это также не связано с форм-фактором, поэтому накопители NVMe могут иметь форм-факторы карт M.2 или PCIe. При обоих форм-факторах компонент электрически подключается к ПК через PCIe, а не через SATA шину.
Современные материнские платы используют SATA III с максимальной пропускной способностью 600 МБ/с (или 300 МБ/с для SATA II). Благодаря этому соединению большинство твердотельных накопителей обеспечивают скорость чтения / записи около 530/500 МБ/с. Для сравнения: диск SATA со скоростью 7200 об/мин обеспечивает скорость около 100 МБ/с в зависимости от возраста, состояния и степени фрагментации. Накопитель NVMe, обеспечивает скорость записи до 3500 МБ/с. Это в 6 раз больше, чем у SATA!
SSD M2 совместимость
С типами, размерами и рабочими шинами M2 мы разобрались, теперь давайте разберемся с совместимостью M.2 SSD с вашим ПК или ноутбуком.
Многие производители устанавливают на материнские платы слот для M.2 с ключом «M» и с поддержкой шины на выбор – SATA или PCIe. То есть вы покупаете M.2 SATA или M2 NVMe и любой из накопителей будет работать.
Но бывают случаи, когда материнская плата работает только на одной из двух шин, и не поддерживает, к примеру новый стандарт NVMe или старый SATA. Чтобы убедиться в совместимости вашей материнской платы с покупаемый SSD M2 накопителем, покажу пример с материнской платой от Asus.
Заходим в BIOS, затем в раздел Advanced и находим строку «M.2 Configuration», далее в выпадающем меню можно увидеть, что материнская плата работает поддерживает SATA и PCIe шину, а следственно на такой материнской плате будет работать M.2 SSD как SATA, так и NVMe.
Что же, учитывая преимущества в скорости накопителей NVMe, определенно стоит обратить внимание при обновлении ПК или ноутбука. Подходит ли более высокая цена ssd m2 nvme для вашего бюджета, особенно если ваше приложение, с которым вы часто работаете активно использует жесткий диск или требует постоянного чтения / записи жесткого диска.
Типы памяти M2
Существует разные типы памяти, такие как SLC, MLC, TLC, QLC, V-NAND, 3D NAND – и что из этого выбрать, спросите вы.
Если вы хотите основательно разобраться в типах памяти, посмотрите отдельную статью на эту тему, ну а если очень коротко:
SLC— память первого поколения, эта память имеет самый большой ресурс по количеству перезаписей в ячейку памяти.
MLC— память второго поколения, уже имеет ячейку памяти в 2bit, но существенно ниже ресурс износа памяти.
TLC— память третьего поколения с ячейкой 3bit, количество перезаписи в ячейку памяти еще ниже чем у пред идущих поколений, но считается «золотой серединой» в типах памяти для М2 накопителей.
QLC— память не лучшая, но дешевая.
Если вы собираетесь покупать ёмкостный M2 накопитель, тогда обратите внимание на M2 с памятью MLC 3D NAND или V-NAND, по характеристикам эта память будет выигрывать. Либо в такой же связке хорошо себя зарекомендовала память TLC 3D NAND.
Еще есть такая технология как Intel Optane Memory использующая память 3D Xpoint. Эта технология, в большей мере, сейчас используется как ускоритель в связке с SATA жестким диском.
Я надеюсь эта статья была для полезной и, если у вас возникнут вопросы касательно совместимости накопителя с вашим ноутбуком или ПК – задавайте их в комментариях.
