M2 sata и m2 pci e разница

Обновлено: 06.07.2024

Недавние дополнения к доступным форм-факторам и интерфейсам накопителей предоставили пользователям компьютеров больше возможностей. Однако пара изменений может сбить с толку некоторых пользователей. В этой статье подробнее объясняется, что такое форм-фактор M.2 и как он взаимодействует с различными интерфейсами.

Форм-фактор M.2

M.2 — это спецификация форм-фактора, разработанная для замены стандарта mSATA. В спецификации указаны физический размер и форма карты. Саму карту можно использовать для нескольких приложений, но в этой статье основное внимание уделяется твердотельным накопителям.

Форм-фактор M.2 был разработан, чтобы максимизировать пространство печатной платы (печатной платы) при минимальных размерах самого модуля M.2. Модуль прямоугольный, с возможной шириной 12, 16, 22 или 30 миллиметров. Как правило, твердотельные накопители имеют ширину 22 миллиметра. Длина также может варьироваться: 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 или 110 миллиметров. Большинство материнских плат подходят для модулей M.2 различной длины. На материнских платах ширина более фиксированная, так как разъем расположен на краю короткой стороны карты M.2.

Что такое PCIe?

PCIe, также известный как PCI Express® или Peripheral Component Interconnect Express, представляет собой высокоскоростную последовательную шину, используемую в компьютерах. Это физическое соединение, которое передает информацию и данные с одного устройства на другое внутри компьютера или между компьютером и периферийным оборудованием.

Спецификации интерфейса PCIe поддерживаются и разрабатываются PCI Special Interest Group, консорциумом из более чем 900 компаний, которые работают вместе над созданием общего стандарта.

Производительность PCIe

Реализация нескольких линий для соединения PCIe — одна из важнейших особенностей стандарта. Полоса — это одно последовательное соединение для передачи данных, аналогичное соединению SATA. PCIe использует четыре линии для устройств хранения данных, в результате чего обмен данными происходит в четыре раза быстрее, чем при подключении SATA.

Все эти усовершенствования имеют еще одно преимущество: снижение энергопотребления. Сочетание NVME, PCIe и отсутствия движущихся частей в твердотельном накопителе приводит к тому, что накопитель потребляет меньше энергии, что продлевает срок службы батареи ноутбуков, ноутбуков и планшетов.

Что такое NVMe?

NVMe, NVM Express™ или Спецификация интерфейса хост-контроллера энергонезависимой памяти — это протокол связи, специально разработанный для работы с флэш-памятью с использованием шины PCIe® (PCI Express®). Он был создан, чтобы использовать преимущества параллельного характера твердотельных накопителей. В сочетании с шиной PCIe и повышенной скоростью чтения и записи технологии NAND протокол NVMe создает более быстрое энергонезависимое хранилище. Узнайте больше о PCIe здесь.

NVM Express Inc. — это консорциум компьютерной индустрии, созданный для наблюдения за разработкой стандартов для этого масштабируемого интерфейса хост-контроллера.

Производительность NVMe

Сочетание протокола NVMe и соединения PCIe с твердотельным накопителем обеспечивает скорость чтения и записи в четыре раза выше, чем у твердотельного накопителя SATA с протоколом SCSI.

NVMe дополняет параллельную структуру современных процессоров, платформ и приложений. Параллельная структура позволяет выполнять больше команд одновременно. NVMe использует оптимизированный путь для выдачи команд и полного ввода/вывода и поддерживает параллельную работу до 64 000 команд в одной очереди ввода-вывода и 64 000 возможных очередей. Старые протоколы, такие как SCSI, по своей природе являются последовательными, с ограниченным количеством команд в одной очереди.

Поскольку NVMe был разработан специально для технологии NAND, используемой в твердотельных накопителях, он использует преимущества базовой технологии, чтобы сделать накопитель более быстрым.

Интерфейсы PCIe и SATA

M.2 — это форм-фактор конкретного твердотельного накопителя. Существует также физический интерфейс, который соединяет диск с остальной частью компьютера. Хотя существует большое количество различных интерфейсов, мы рассмотрим PCIe и SATA.

SATA-интерфейс

Интерфейс SATA или Serial ATA старше, чем PCIe, но когда он был впервые разработан, он привнес важные достижения в вычисления, такие как возможность горячей замены. SATA для накопителей был разработан для жестких дисков. Когда на рынке появились твердотельные накопители, они использовали тот же интерфейс, чтобы пользователи могли легко обновить свой накопитель.

Интерфейс PCIe

Интерфейс PCIe, или Peripheral Component Interconnect Express, — это новый интерфейс, занимающий меньше места. Реальным преимуществом интерфейса PCIe является возможность передачи данных по четырем линиям. В сочетании с логическим интерфейсом NVMe® скорость чтения/записи для твердотельных накопителей увеличивается по сравнению с использованием SATA и логического интерфейса AHCI.

Какой интерфейс выбрать?

Самый важный аспект того, какой интерфейс вам подходит, — это то, какой из них будет работать на вашем компьютере.Может быть трудно определить разницу между соединением PCIe и SATA, если вы посмотрите на слот на материнской плате. Проверьте характеристики своего компьютера, чтобы узнать, какой интерфейс поддерживает ваш компьютер. Вы также можете использовать инструмент Crucial® Advisor™ или инструмент System Scanner, чтобы найти совместимую деталь.

Если у вас есть возможность использовать несколько слотов M.2, хотя бы один из которых поддерживает PCIe, выберите этот слот для обновления твердотельного накопителя. PCIe в сочетании с NVMe ускорит чтение и запись.

© Micron Technology, Inc., 2019. Все права защищены. Информация, продукты и/или технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. PCIe являются зарегистрированными товарными знаками PCI-SIG. NVMe является зарегистрированным товарным знаком NVM Express, Inc. Все остальные товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.

Вы хотите собрать свой собственный ПК? Если это так, то понимание пространства для хранения имеет решающее значение. Твердотельный накопитель (SSD) стал более предпочтительным элементом хранения, чем жесткие диски (HHD). Все всегда используют такие термины, как SATA, M.2, PCIe и NVMe. Но в чем разница между терминами PCIe, NVMe, M.2 и SATA?

Давайте посмотрим…

(Serial Advanced Technology Attachment) – это интерфейс компьютерной шины, который соединяет адаптеры главной шины с устройствами хранения данных, такими как жесткие диски, оптические и твердотельные накопители, которые используются для подключения дисков к материнской плате компьютера. SATA 3 — самая современная модель с максимальной скоростью 600 Мбит/с.

(Peripheral Component Interconnect Express) – это современный интерфейс электрической шины, работающий намного быстрее, чем SATA.

Эти интерфейсы обеспечивают скорость до 1 Гбит/с по сравнению с SATA со скоростью 0,6 Гбит/с.

Они содержат до 16 каналов или 128 Гбит/с.

Диски PCIe имеют лучшие радиаторы, но они действительно важны только при высокой скорости передачи данных.

(Энергонезависимая память Express) – это протокол хранения, а не форм-фактор (например, M.2) или интерфейс (например, SATA).

NVMe – это открытый стандарт, разработанный для того, чтобы современные твердотельные накопители могли работать со скоростью чтения/записи, на которую способна их флэш-память. По сути, это позволяет флэш-памяти работать как SSD напрямую через интерфейс PCIe, а не через SATA и ограничиваться более низкой скоростью SATA.

Это может быть в 5 или 6 раз быстрее, чем аналог на базе SATA.

Диски NVMe обеспечивают скорость записи до 3500 МБ/с для поколения 3 и 5000 МБ/с для поколения 4. Это в 7 раз выше, чем у SATA SSD (600 МБ/с), и в 35 раз выше, чем у вращающихся жестких дисков.

Говорят, что NVMe имеет до 64 000 очередей, каждая из которых поддерживает 64 000 команд.

Благодаря скорости передачи данных, во много раз превышающей скорость традиционных дисков со скоростью 7200 об/мин и даже 10 000 об/мин, этот протокол стал предпочтительным.

Некоторые типичные вопросы, которые приходят с NVMe:

Можно ли подключить диск M.2 к разъему NVMe?

– Да, в зависимости от материнской платы. Все диски M.2 NVMe? Нет. Некоторые поддерживают только NVMe, а некоторые и то, и другое. Вы не можете подключить NVMe к разъему M.2.

-Не так хорошо поддерживается. Эти интерфейсы поддерживаются только Linux, Windows, Mac OS и даже Chrome OS. Но поддержка BIO и компонентов не так распространена.

-Может проходить между 2 и 4 полосами движения. Удвоение пропускной способности.

Помните, что на более высоких скоростях устройства, использующие NVMe, могут сильно нагреваться при длительной нагрузке.

M.2 — это форм-фактор, а не протокол (например, NVMe) или интерфейс шины (например, PCIe). Диски M.2 могут поставляться в версиях SATA (например, Crucial MX500 M.2) и версиях NVMe (например, Samsung 970 Pro/EVO). Другие форм-факторы SATA включают 2,5″ и 3,5″.

Диски M.2 совместимы с дисками SATA и NVMe. Они меньше своих предшественников и не используют кабели.

M.2 и NVMe не являются взаимозаменяемыми терминами, но по своей сути они очень похожи.

NVMe сам по себе является не типом соединения, а скорее протоколом, использующим ранее существовавшее соединение PCIe.

Помните, что удаление дисков M.2 может быть болезненным. Возможно, вам придется снять видеокарту, чтобы добраться до него.

< бр />

Заключение

Хорошо, теперь, когда вы знаете терминологию, связанную с вашим хранилищем, вы, наконец, можете принять решение. Но не гонитесь только за самым современным решением. SATA — это оригинальный выбор со скоростью до 600 Мбит/с.Это самый дешевый выбор для SSD. PCIe — более современный выбор. Они могут работать со скоростью до 1000 Мбит/с. Диски PCIe могут нагреваться до высоких температур и нуждаются в большем охлаждении. Вы также будете платить гораздо меньше за современные диски PCIe, чем за оригинальные диски SATA. M.2 — это форм-фактор, который может работать с интерфейсами PCIe и SATA. Они легко вставляются в материнскую плату, просто ввинчиваясь. Оригинальные 2,5-дюймовые SATA-диски подключаются к материнской плате с помощью кабеля. Это позволяет более крупным дискам SATA размещаться в самых разных местах вокруг вашей установки. Диски M.2 должны быть размещены в сложном месте на материнской плате, что может означать сначала удаление вашей видеокарты. Итак, какое решение о хранении вы примете? Жесткий диск? SSD?. Будут ли они подключены к интерфейсу SATA или PCIe? Эти вопросы решать вам.

Возможно, вы заметили, что фраза M.2 SSD много раз упоминалась в предыдущих статьях, но у меня не было времени и подходящей ситуации, чтобы объяснять подробнее. Поэтому сегодня я хотел бы подробнее рассказать об интерфейсе M.2, картах M.2, твердотельных накопителях M.2.

Кроме того, я укажу на различия между твердотельными накопителями M.2 SATA, твердотельными накопителями M.2 PCI Express (PCIe) и твердотельными накопителями M.2 NVMe. Возможно, именно это вас больше всего смущает и не позволяет сделать правильный выбор при покупке SSD.

Итак, вы готовы узнать о M.2?

Оглавление

Что такое M.2?

Во-первых, M.2, ранее известный как NGFF (расшифровывается как форм-фактор следующего поколения), представляет собой спецификацию компьютерных плат расширения и соответствующих разъемов, которые монтируются внутри. Это настоящий преемник mSATA, использующий конструкцию и разъемы физической платы Mini PCI Express (также известной как Mini PCIe, Mini PCI-E или mPCIe).

Платформа M.2 поддерживает широкий спектр карт M.2 и может быть настроена с использованием различного оборудования и функций в соответствии с конкретными потребностями каждой системы и предоставляет потребителям различные варианты конфигурации.

Например, карты M.2 могут содержать:

Wi-Fi, Bluetooth, сотовая связь, карты NFC.
Твердотельные накопители SATA (используйте шину SATA через разъем M.2).
Твердотельные накопители PCIe (используйте шину PCI Express через разъем M.2).

Хотя внешний вид является самым простым видимым способом распознать разницу между картами M.2, в этом стандарте также используется числовое соглашение об именах для классификации размеров, конкретных характеристик и функций карты. Например, 1630, 2230, 2242, 2260, 2280, 22110 или 3030. Первые две цифры (например, 22 мм) определяют ширину, а последние две или три цифры (например, 80 мм) определяют длину карты M.2. . Наиболее популярные поддерживаемые форм-факторы: 2242 и 2280.

Image Caption: Разница между форм-факторами M.2 2230, 2242, 2260, 2280 и 22110 в размере.

Кроме того, выемки для ключей разъема можно использовать для обозначения различных целей и функций как хостов M.2, так и устройств. Уникальные ключевые вырезы модулей M.2 также предотвращают их подключение к несоответствующим хост-разъемам. Модули с одним вырезом можно использовать только для одного определенного типа хост-разъема, тогда как модули с двумя вырезами можно использовать с двумя разными типами хост-коннекторов.

Что такое твердотельный накопитель M.2?

Твердотельный накопитель M.2 — это твердотельный накопитель, разработанный в соответствии со спецификациями интерфейса M.2. Он имеет множество различных размеров и вырезов для ключей, подходящих для каждого типа устройства. Например, если у вашего ноутбука есть порт M.2, который поддерживает модули с ключевой канавкой типа М и длиной до 60 мм, то вы не сможете подключить SSD с ключевой канавкой типа В, или длина 80-мм. Вот почему вам необходимо еще раз проверить, какой твердотельный накопитель M.2 поддерживает ваш компьютер перед покупкой.

Разница: твердотельный накопитель M.2 SATA по сравнению с твердотельным накопителем. Твердотельный накопитель M.2 PCI Express (PCIe)

В каком случае следует использовать твердотельный накопитель M.2 SATA или твердотельный накопитель M.2 PCIe? В чем разница между ними? По сути, они используют два разных интерфейса с разной скоростью. Твердотельный накопитель M.2 PCIe намного быстрее, чем твердотельный накопитель M.2 SATA, но цена намного выше.

Позвольте мне рассказать немного подробнее о твердотельных накопителях M.2 SATA и M.2 PCIe SSD!

Твердотельный накопитель M.2 SATA

SATA версии 1.0 (также известная как SATA I, SATA 1,5 Гбит/с) была выпущена в начале 2003 года и с тех пор укрепила свои позиции в качестве одного из наиболее широко используемых интерфейсов передачи в настоящее время.Последнее поколение — SATA III, официально известное как SATA 6 Гбит/с. Скорость передачи данных составляет 6 Гбит/с, а максимальная скорость передачи ограничена 600 МБ/с.

Несмотря на то, что интерфейс SATA широко распространен и широко используется, наибольшая репутация принадлежит форм-фактору 2,5-дюймовых жестких дисков. Твердотельные накопители M.2 SATA на самом деле не являются более популярным выбором, поскольку нет улучшения скорости передачи по сравнению с традиционным форм-фактором SATA. Вот почему многие люди часто резервируют слот M.2 для других целей, кроме использования твердотельного накопителя M.2 SATA.

Твердотельный накопитель M.2 PCIe

Теоретически твердотельный накопитель M.2 PCIe больше похож на твердотельный накопитель SATA в суперкаре. В то время как интерфейс SATA ограничен 6 Гбит/с, пропускная способность PCIe 3.0 составляет 32 Гбит/с, что намного быстрее. Это даже намного быстрее со следующими поколениями PCIe, такими как PCIe 4.0, PCIe 5.0, PCIe 6.0, пропускная способность которых составляет 64 ГБ/с, 128 ГБ/с, 256 ГБ/с соответственно.

Если они участвуют в реальной гонке, твердотельный накопитель M.2 PCIe оставит твердотельные накопители SATA далеко позади. Впрочем, это теоретически. На самом деле скорость передачи M.2 PCIe SSD не могла достичь идеального значения. Большинство новых слотов M.2 поддерживают до 4 линий PCIe 3.0, максимальная скорость передачи которых составляет примерно 3,94 ГБ/с. Возможно, слоты M.2, поддерживающие линии PCIe x8 или x16, появятся достаточно скоро в ближайшем будущем.

Нужна более высокая производительность? Я думаю, вам следует использовать твердотельные накопители PCIe x16 вместо форм-фактора M.2.

Что касается цены, твердотельные накопители M.2 PCIe относительно дороже, чем твердотельные накопители M.2 SATA. Однако это не является серьезным препятствием, которое может помешать пользователям приобретать твердотельные накопители M.2 PCIe. Из-за ограниченного количества слотов M.2 на материнской плате большинство людей предпочтут потратить больше денег на твердотельный накопитель M.2 PCIe, чем на твердотельный накопитель M.2 SATA по более низкой цене.

Каков ваш выбор?

С моей точки зрения, вам следует выбрать твердотельный накопитель M.2 PCIe, поскольку он обеспечивает более высокую производительность, особенно при переходе с 2,5-дюймового твердотельного накопителя на форм-фактор M.2. Нет смысла выбирать твердотельный накопитель M.2 SATA для замены твердотельного накопителя SATA. Еще лучше выбрать твердотельный накопитель NVMe PCIe, чтобы увеличить скорость чтения и записи.

Мы, люди и заядлые потребители технологий, видим, что это Tomorrowland. Мы живем в будущем. Новые технологии вытесняют старые с такой экспоненциальной скоростью, как вы и представить себе не можете.

Похоже, вчерашние разговоры о твердотельных накопителях вызывали у потребителей скептическую реакцию, как будто вы продавали им змеиное масло. И все же сегодня мы говорим о твердотельных накопителях M.2 следующего поколения. Кроме того, мы видим, что интерфейс NVMe PCI Express нового поколения проигрывает устаревшему интерфейсу SATA.

Да где же мои манеры! Простите. Позвольте мне представить эти термины вместе с их генеалогией. В конце концов, прежде чем мы затронем тему M.2 SATA SSD против M.2 PCI Express SSD и, в меньшей степени, NVMe, нам нужно сначала понять, о чем, черт возьми, мы говорим. Итак, вот:

Что такое твердотельный накопитель M.2?

Модуль SSD M.2 с указанием размеров

M.2 (произносится как М-точка-2) — это компактный форм-фактор (имеется в виду форма и размер), который является универсальным компьютерным разъемом и настоящим преемником слотов mSATA и PCIe Mini Card.

Ранее известный как форм-фактор следующего поколения (NGFF), M.2 монтируется внутри и по своей конструкции допускает различную ширину и длину модулей. В их число входят 2230, 2242, 2260, 2280 или 22110 в зависимости от материнской платы устройства, в котором они установлены.

Первые две цифры (например, 22 мм) указывают ширину, а последние цифры (например, 60 мм) — длину карты M.2. Наиболее распространенные поддерживаемые форм-факторы: 2242 и 2280.

Его различные практические применения включают, помимо прочего, карты Wi-Fi/Bluetooth/сотовой связи, NFC и, конечно же, твердотельные накопители. Чтобы не откусывать больше, чем можно прожевать, давайте сосредоточимся только на хранилище SSD.

Если вам необходимо знать, твердотельные накопители M.2 поддерживают интерфейсы передачи SATA (Serial ATA) и PCI Express (PCIe) или Peripheral Component Interconnect Express. Из них наиболее популярными являются твердотельные накопители SATA по одной очевидной причине: они существуют гораздо дольше.

Твердотельный накопитель M.2 SATA и твердотельный накопитель M.2 PCI Express (PCIe)

Твердотельный накопитель M.2 SATA

Твердотельный накопитель M.2 размером с чип оперативной памяти DDR4 ноутбука

Интерфейс передачи данных SATA был создан еще в 2003 году, и поэтому у него было достаточно времени, чтобы укрепить свои позиции в качестве одного из наиболее широко используемых сегодня интерфейсов передачи данных. Он использует обратно совместимый командный протокол AHCI, который также поддерживает IDE.

По правде говоря, контроллер AHCI был создан для жестких дисков с расчетом на вращающиеся диски, а не на флэш-память, отсюда и некоторые узкие места. В новейших твердотельных накопителях SATA используется интерфейс SATA 3.0, максимальная скорость передачи которого ограничена примерно 550–600 МБ/с.

Твердотельные накопители M.2 SATA на самом деле не самый популярный выбор, поскольку не каждый ноутбук имеет соответствующий разъем M.2 на материнской плате. Эта корона подходит для 2,5-дюймового форм-фактора, который имитирует обычный размер жестких дисков ноутбуков.

Форм-фактор 2,5 дюйма широко распространен и в настоящее время является отраслевым стандартом, что объясняет его популярность. Однако следует помнить, что твердотельные накопители M.2 SATA используют те же NAND и контроллеры, что и их 2,5-дюймовые собратья, поэтому они не быстрее последних.

Твердотельный накопитель M.2 PCI Express (PCIe)

Для сравнения между M.2 SATA SSD и M.2 PCI Express (PCIe) SSD, PCI Express больше похож на SATA SSD на стероидах. В теоретическом безумном рывке к финишу твердотельный накопитель M.2 PCI Express оставляет позади твердотельный накопитель M.2 SATA. Сравните теоретическую пропускную способность PCI Express, превышающую 20 Гбит/с, с пропускной способностью SATA III, которая ограничена 6 Гбит/с. Но даже в этом случае не все так гладко, как кажется. Позвольте мне объяснить.

Устройства PCIe могут поддерживать 1x, 4x, 8x или 16x линий. Поскольку PCI Express 3.0 имеет эффективную скорость передачи 985 МБ/с на линию, мы рассматриваем потенциальную скорость передачи до 15,76 ГБ/с. Однако при использовании M.2 для твердотельного накопителя PCIe все, что вы получаете, находится между линиями 2x и x4, что переводит максимальную скорость передачи ближе к 3,94 ГБ/с.

Тогда так быстрее, спросите вы? Теоретически да. PCIe обеспечивает лучшую пропускную способность, но если это не для массовой передачи файлов, вы не заметите большой разницы. По этой причине домашние пользователи считают твердотельные накопители M.2 SATA подходящими для своих повседневных нужд. Однако вы заметите разницу в цене. Твердотельные накопители PCIe относительно дороже, чем их аналоги SATA. Кроме того, большинство ноутбуков на рынке, как правило, поставляются с интерфейсами SATA и AHCI.

Но что такое NVMe?

NVMe или Non-Volatile Memory Express – это высокопроизводительный командный протокол нового поколения, заменяющий AHCI. Он преодолевает узкие места, присущие драйверам AHCI, которые были созданы для жестких дисков и IDE. NVMe специально создан с нуля для поддержки твердотельных накопителей на основе флэш-памяти NAND, в отличие от AHCI. Он обеспечивает более высокую пропускную способность, меньшее время задержки и низкое энергопотребление по сравнению с твердотельными накопителями SATA.

Давайте кое-что проясним: NVMe не является интерфейсом физического подключения, как SATA или PCIe. NVMe работает поверх твердотельных накопителей PCIe, таких как твердотельные накопители M.2 или PCI-Express, повышая производительность в 5 раз по сравнению с аналогом SATA.

Читайте также: