Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см. M2 .

Сравнение размеров mSATA SSD (слева) и M.2 2242 SSD (справа)

M.2 , ранее известный как форм-фактор следующего поколения ( NGFF ), представляет собой спецификацию для внутренних компьютерных плат расширения и соответствующих разъемов. M.2 заменяет стандарт mSATA , который использует физическую компоновку карты и разъемы PCI Express Mini Card . Используя более гибкую физическую спецификацию, M.2 допускает разную ширину и длину модулей и, в сочетании с наличием более продвинутых функций взаимодействия , делает M.2 более подходящим, чем mSATA в целом для приложений твердотельного хранения , и особенно в небольших устройствах, таких как ультрабуки и планшеты .[1] [2] [3]

Интерфейсы компьютерной шины, обеспечиваемые через разъем M.2, - это PCI Express 4.0 (до четырех полос ), Serial ATA 3.0 и USB 3.0 (по одному логическому порту для каждого из двух последних). Изготовитель хоста или модуля M.2 должен выбрать, какие интерфейсы будут поддерживаться, в зависимости от желаемого уровня поддержки хоста и типа устройства. Пазы для фиксации разъема M.2 обозначают различные цели и возможности как хостов M.2, так и устройств. Уникальные выемки для ключей на модулях M.2 также предотвращают их вставку в несовместимые разъемы хоста. [1] [2] [4]

Спецификация M.2 поддерживает NVM Express (NVMe) в качестве интерфейса логического устройства для твердотельных накопителей M.2 PCI Express в дополнение к поддержке устаревшего интерфейса Advanced Host Controller Interface (AHCI) на уровне логического интерфейса. В то время как поддержка AHCI обеспечивает обратную совместимость на программном уровне с устаревшими устройствами SATA и устаревшими операционными системами , NVM Express разработан для полного использования возможностей высокоскоростных запоминающих устройств PCI Express для параллельного выполнения множества операций ввода-вывода . [1] : 14 [5]

Особенности [ править ]

Общий обзор архитектуры программного обеспечения SATA Express , который также применим к M.2. [1] : 14 Он поддерживает устаревшие устройства хранения SATA и PCI Express с AHCI и NVMe в качестве интерфейсов логических устройств. [5] : 4

Автобусы подвергаются через разъем м.2 являются PCI Express  3.0 и новее, Serial ATA (SATA) 3,0 и USB  3,0, все эти стандарты обратно совместимы . В результате модули M.2 могут интегрировать несколько функций, включая следующие классы устройств: Wi-Fi , Bluetooth , спутниковая навигация , связь ближнего радиуса действия (NFC), цифровое радио , WiGig , беспроводная глобальная сеть (WWAN) и твердотельные устройства. накопители (SSD). [6] Версия SATA 3.2.Спецификация, в золотой версии от августа 2013 года , стандартизирует M.2 как новый формат для устройств хранения и определяет схему его аппаратного обеспечения. [1] : 12 [7]

Спецификация M.2 предоставляет до четырех линий PCI Express и один логический порт SATA 3.0 (6 Гбит / с) и предоставляет их через один и тот же разъем, поэтому устройства хранения PCI Express и SATA могут существовать в виде модулей M.2. . Открытые линии PCI Express обеспечивают чистое соединение PCI Express между хостом и устройством хранения без дополнительных уровней абстракции шины . [8] Спецификация PCI-SIG M.2 в версии 1.0 по состоянию на декабрь 2013 г. содержит подробные спецификации M.2. [1] : 12 [9]

Интерфейсы хранения [ править ]

Для интерфейсов логических устройств и наборов команд, используемых для взаимодействия с устройствами хранения M.2, доступны три варианта, которые могут использоваться в зависимости от типа устройства хранения M.2 и доступной поддержки операционной системы : [1] : 14 [5] [8]

Устаревший SATA
Используется для твердотельных накопителей SATA и взаимодействует через драйвер AHCI и устаревший порт SATA 3.0 (6 Гбит / с), открытый через разъем M.2.
PCI Express с использованием AHCI
Используется для твердотельных накопителей PCI Express и взаимодействует через драйвер AHCI и предоставляет полосы PCI Express, обеспечивая обратную совместимость с широкой поддержкой SATA в операционных системах за счет производительности. AHCI был разработан, когда целью адаптера главной шины (HBA) в системе было соединение подсистемы ЦП / памяти с гораздо более медленной подсистемой хранения, основанной на вращающихся магнитных носителях ; в результате AHCI имеет некоторые присущие ему недостатки в применении к устройствам SSD, которые ведут себя больше как RAM, чем как вращающиеся носители.
PCI Express с использованием NVMe
Используется для твердотельных накопителей PCI Express и взаимодействует через драйвер NVMe и предоставляет полосы PCI Express в качестве высокопроизводительного и масштабируемого интерфейса хост-контроллера, разработанного и оптимизированного специально для взаимодействия с твердотельными накопителями PCI Express. NVMe был разработан с нуля, используя низкую задержку и параллелизм твердотельных накопителей PCI Express, а также дополняя параллелизм современных процессоров , платформ и приложений. На высоком уровне основные преимущества NVMe перед AHCI связаны со способностью NVMe использовать параллелизм в аппаратном и программном обеспечении хоста на основе преимуществ его конструкции, которые включают передачу данных с меньшим количеством этапов, большую глубину очередей команд.и более эффективная обработка прерываний .

Форм-факторы и кодирование [ править ]

Пазы M.2 в положениях B и M; также видно смещение выводов на разных сторонах модуля M.2. [10]

Стандарт M.2 был разработан как пересмотр и усовершенствование стандарта mSATA с возможностью увеличения печатных плат (PCB) в качестве одного из его основных стимулов. В то время как mSATA использует преимущества существующего форм-фактора и разъема PCI Express Mini Card (Mini PCIe) , M.2 был разработан с нуля, чтобы максимально использовать пространство на печатной плате при минимизации занимаемой площади модуля. Благодаря стандарту M.2, допускающему более длинные модули и двухстороннее заполнение компонентов, устройства M.2 SSD могут обеспечить большую емкость хранения, а также могут удвоить емкость хранения в пределах посадочных мест устройств mSATA. [1] : 20,22–23 [3][11]

Модули M.2 имеют прямоугольную форму, с краевым разъемом на одной стороне (75 позиций с 67 контактами, шаг 0,5 мм, контакты на противоположных сторонах печатной платы смещены друг от друга) и полукруглым монтажным отверстием в центре противоположный край. Каждый вывод на разъеме рассчитан на напряжение до 50 В и 0,5  А , а сам разъем рассчитан на  60 циклов сопряжения. [12] : 6 Стандарт M.2 допускает ширину модуля 12, 16, 22 и 30 мм и длину 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 и 110 мм. Первоначальная линейка имеющихся в продаже карт расширения M.2 имеет ширину 22 мм и длину 30, 42, 60, 80 и 110 мм. [2] [4] [12] [13] Коды модулей M.2 содержат как ширину, так и длину конкретного модуля; например, 2242 в качестве кода модуля означает, что модуль имеет ширину 22 мм и длину 42 мм, а 2280 обозначает модуль шириной 22 мм и длиной 80 мм.

Модуль M.2 устанавливается в ответный разъем на печатной плате хоста, и один монтажный винт фиксирует модуль на месте. Компоненты могут быть установлены на любой стороне модуля, при этом фактический тип модуля ограничивает возможную толщину компонентов; максимально допустимая толщина компонентов составляет 1,5 мм с каждой стороны, толщина самой платы составляет 0,8 мм ± 10% . [9] Для односторонних и двусторонних модулей M.2 используются разные разъемы на стороне хоста, что обеспечивает различное пространство между картой расширения M.2 и печатной платой хоста. [3] [4] [12] Печатные платы на хостах обычно предназначены для установки модулей M.2 различной длины, а это означает, что разъемы, способные принимать более длинные модули M.2, обычно также принимают более короткие, обеспечивая разные положения для монтажного винта. [14] [15]

Ключи модуля M.2 и предоставляемые интерфейсы [4] : 8 [12] : 3 [16] [17] [18]

ID ключа		Зубчатые
штифты		Предоставляемые интерфейсы
А8–152x PCIe  × 1, USB 2.0, I 2 C и DP  × 4
B12–19PCIe × 2, SATA , USB 2.0 и 3.0, аудио, UIM , HSIC , SSIC , I 2 C и SMBus
C16–23Зарезервировано для использования в будущем
D20–27
E24–312x PCIe × 1, USB 2.0, I 2 C , SDIO , UART и PCM
F28–35Интерфейс памяти будущего (FMI)
грамм39–46Зарезервировано для индивидуального использования (не используется в спецификации M.2)
ЧАС43–50Зарезервировано для использования в будущем
J47–54
K51–58
L55–62
M59–66PCIe × 4, SATA и SMBus
Максимальная толщина компонентов на модулях M.2 [4] : 8 [12] : 3
Тип
ID		Верхняя сторонаНижняя сторона
S11,20 мм-
S21,35 мм-
S31,50 мм-
D11,20 мм1,35 мм
D21,35 мм1,35 мм
D31,50 мм1,35 мм
D41,50 мм0,70 мм
D51,50 мм1,50 мм
Разъем M.2 на материнской плате компьютера , видимый в верхней левой части изображения. Гнездо имеет ключ в положении M и обеспечивает два положения для монтажного винта, подходящие для модулей M.2 размеров 2260 и 2280.

На печатной плате модуля M.2 имеется краевой разъем на 75 контактов; В зависимости от типа модуля некоторые положения штифтов удаляются, чтобы получить одну или несколько шпоночных пазов. Разъемы (гнезда) M.2 на стороне хоста могут занимать одну или несколько позиций сопрягаемых клавиш, определяя тип модулей, принимаемых хостом; по состоянию на апрель 2014 года разъемы на стороне хоста доступны только с одной занятой позицией сопрягаемого ключа (B или M). [4] [12] [10] Кроме того, разъемы M.2 с ключом для SATA или двух линий PCI Express (PCIe × 2) называются «конфигурацией разъема 2» или «разъемом 2», а разъемы с ключом для четырех PCI Дорожки Express (PCIe × 4) называются «конфигурацией разъема 3» или «разъемом 3». [1] : 15 [19]

Например, модули M.2 с двумя выемками в позициях B и M используют до двух линий PCI Express и одновременно обеспечивают более широкую совместимость, в то время как модули M.2 только с одним вырезом в позиции M используют до четырех линий PCI. Скоростные полосы; оба примера могут также предоставлять устройства хранения данных SATA. Аналогичная кодировка применяется к модулям M.2, которые используют предоставленное соединение USB 3.0. [4] [10] [20]

Различные типы устройств M.2 обозначаются с использованием схем именования «WWLL-HH-KK» или «WWLL-HH-K», в которых «WW» и «LL» определяют ширину и длину модуля в миллиметрах соответственно. Часть «HH» указывает в закодированной форме, является ли модуль односторонним или двусторонним, а также максимально допустимую толщину установленных компонентов; возможные значения перечислены в правой таблице выше. Ключ модуля определяется частью «KK» в закодированной форме с использованием идентификаторов ключей из левой таблицы выше; он также может быть указан только как "K", если модуль имеет только одну метку для ключа. [4] [12]

Помимо модулей с гнездами, стандарт M.2 также включает возможность иметь постоянно припаянные односторонние модули. [12]

См. Также [ править ]

  • U.2
  • Список пропускной способности устройства
  • Конфигурации твердотельных накопителей

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h я Джим Хэнди; Джон Танги; Джарен Мэй; Дэвид Акерсон; Иден Ким; Том Кафлин (20 сентября 2014 г.). «Интернет-конференция SNIA: все о твердотельных накопителях M.2» (PDF) . СНИА . Проверено 15 июля 2015 года .
  2. ^ a b c «Карта SATA M.2» . SATA-IO . Проверено 14 сентября 2013 года .
  3. ^ a b c Марк Кырнин. «Что такое M.2? Новый интерфейс и форм-фактор для компактных твердотельных накопителей в портативных и настольных ПК» . compreviews.about.com . Проверено 15 июля 2015 года .
  4. ^ a b c d e f g h "Введение в разъем M.2 (NGFF)" (PDF) . orvem.eu . ПРИСУТСТВОВАТЬ. Архивировано из оригинального (PDF) 3 февраля 2014 года . Проверено 17 января 2014 года .
  5. ^ a b c Дэйв Ландсман (9 августа 2013 г.). «AHCI и NVMe как интерфейсы для устройств SATA Express - Обзор» (PDF) . SATA-IO . Проверено 15 июля 2015 года .
  6. ^ "Часто задаваемые вопросы по SATA-IO: что такое карта M.2 и какова ее спецификация?" (PDF) . SATA-IO . 8 августа 2013 г. с. 2 . Проверено 15 июля 2015 года .
  7. ^ «Serial ATA Revision 3.2 (Gold Revision)» (PDF) . knowledgetek.com . SATA-IO . 7 августа 2013 г. С. 194–209. Архивировано из оригинального (PDF) 27 марта 2014 года . Проверено 15 июля 2015 года .
  8. ^ a b Пол Вассенберг (19 июня 2013 г.). «SATA Express: клиентское хранилище PCIe» (PDF) . SATA-IO . Проверено 2 октября 2013 года .
  9. ^ a b «PCI Express M.2 Specification Revision 1.0» . PCI-SIG . 2013 . Проверено 14 декабря 2013 года .
  10. ↑ a b c Маршалл Р. (7 апреля 2014 г.). «Покупка SSD M.2? Как узнать, какой из них какой?» . Республика геймеров . Asus . Архивировано из оригинального 27 -го апреля 2014 года . Проверено 28 апреля 2014 года .
  11. ^ «M.2 Часто задаваемые вопросы» . Kingston Technology . Проверено 15 июля 2015 года .
  12. ^ a b c d e f g h "Краткое справочное руководство M.2 (NGFF)" (PDF) . Tyco Electronics . Проверено 16 ноября 2013 года .
  13. ^ «Intel SSD 530 Series прибывает на следующей неделе - интерфейс NGFF M.2» . wccftech.com . Проверено 14 сентября 2013 года .
  14. ^ «M2P4S M.2 (NGFF) PCIe base SSD to PCIe × 4 Adapter» . hwtools.net . 14 февраля 2014 . Проверено 22 июня 2014 года .
  15. ^ Джон Burek (14 апреля 2015). «Руководство 2015: Лучшие твердотельные накопители M.2» . computerhopper.com . Проверено 15 июля 2015 года .
  16. ^ «Интерфейс SMBus для SSD Socket 2 и Socket 3 (уведомление о технических изменениях PCI-SIG)» (PDF) . PCI-SIG . 11 августа 2014 г. с. 2. Архивировано из оригинального (PDF) 14 июля 2015 года . Проверено 5 августа 2015 года .
  17. ^ "Как различать различия между картами M.2 | Dell США" . www.dell.com . Проверено 24 марта 2020 года .
  18. ^ «Спецификация PCI Express M.2, редакция 1.0» (PDF) . PCI-SIG . 1 ноября 2013 г. с. 23 . Проверено 13 июня 2020 года .
  19. ↑ Джек Чжан; Марк Лян (4 июля 2015 г.). «Твердотельные накопители на базе NVM Express: преодоление пропасти, выход на рынок» (PDF) . Intel . п. 39 . Проверено 27 августа 2015 года .
  20. ↑ Les Tokar (24 ноября 2013 г.). «Понимание стандартизации SSD M.2 NGFF (или ее отсутствия)» . thessdreview.com . Проверено 28 апреля 2014 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный веб-сайт Международной организации Serial ATA (SATA-IO)
  • Официальный веб-сайт специальной группы по взаимодействию периферийных компонентов (PCI-SIG)
  • Понимание M.2, интерфейса, который ускорит ваш следующий SSD , Ars Technica , 9 февраля 2015 г., Эндрю Каннингем
  • LFCS: Подготовка Linux для устройств энергонезависимой памяти , LWN.net , 19 апреля 2013 г., Джонатан Корбет
  • PCIe SSD 101: Обзор стандартов, рынков и производительности , SNIA , август 2013 г., архивировано 2 февраля 2014 г.
  • Крепление интерфейсной платы  - патент США 20130294023, 7 ноября 2013 г., переуступлен Рафаэлю Гаю.