Тъй като компютрите, особено лаптопите, продължават да се смаляват, компонентите, като например устройства за съхранение, които са необходими, също са по-малки. С въвеждането на SSD устройствата станаха малко по-лесни за поставяне в все по-тънки дизайни като Ultrabook, но проблемът продължаваше да използва стандартния интерфейс SATA. В крайна сметка интерфейсът mSATA е създаден, за да създаде тънка профилна карта, която все още може да взаимодейства със SATA интерфейса. Проблемът сега е, че стандартите SATA 3.0 ограничават производителността на SSD устройства. За да се коригират тези проблеми, трябва да се разработи нова форма на интерфейс за компактни карти. Първоначално наречен NGFF (Form Factor от следващо поколение), новият интерфейс най-накрая се стандартизира в новия интерфейс на M.2 диска под спецификациите на SATA версия 3.2.
По-бързи скорости
Макар че размерът е, разбира се, фактор при разработването на новия интерфейс, скоростта на задвижването е също толкова критична. Спецификациите на SATA 3.0 ограничават обсега на лентата на SSD на интерфейса на устройството до около 600MB / s, нещо, с което много устройства вече са достигнали. Спецификациите на SATA 3.2 въведоха нов смесен подход за M.2 интерфейса, подобно на SATA Express . По същество една нова M.2 карта може да използва или съществуващите спецификации на SATA 3.0 и да бъде ограничена до 600MB / s, или вместо това да избере да използва PCI-Express, който осигурява широчина на честотната лента от 1GB / s под текущия PCI-Express 3.0 стандарти. Сега, че 1GB / s скорост е за една PCI-Express лента. Възможно е да се използват многобройни ленти, а при спецификация M.2 SSD могат да се използват до четири ленти. Използването на две ленти ще осигури 2.0GB / s, докато четири ленти могат да осигурят до 4.0GB / s. С евентуалното пускане на PCI-Express 4.0 тези скорости ще се удвоят.
Сега не всички системи ще постигнат тези скорости. Устройството M.2 и интерфейсът на компютъра трябва да бъдат настроени в същия режим. Интерфейсът M.2 е проектиран да използва или стария SATA режим, или по-новите PCI-Express режими, но устройството ще избере кой да използва. Например, устройство M.2, проектирано със задвижващ режим SATA, ще бъде ограничено до скоростта от 600 MB / s. Сега устройството M.2 може да бъде съвместимо с PCI-Express до 4 ленти (x4), но компютърът използва само два ленти (х2). Това ще доведе до максимална скорост от само 2.0GB / s. За да постигнете възможно най-голяма скорост, ще трябва да проверите както това, което поддържа устройството, така и компютърът или дънната платка.
По-малки и по-големи размери
Една от целите на дизайна на устройството M.2 е да се намали общият размер на устройството за съхранение. Това се постига по един от няколкото различни начина. Първо, те направиха картите по-тесни от предишния форм фактор mSATA . Картите M.2 са с ширина само 22 мм в сравнение с 30 мм на mSATA. Картите също могат да бъдат съкратени с дължина само 30 мм в сравнение с 50 мм на mSATA. Разликата е, че картите M.2 също поддържат по-дълги дължини до 110 мм, което означава, че тя всъщност може да бъде по-голяма, което осигурява повече пространство за чипове и по този начин по-големи възможности.
В допълнение към дължината и ширината на картите, има възможност и за едностранни или двустранни M.2 дъски. Защо двете различни дебелини? Еднослойните дъски осигуряват много тънък профил и са полезни за преносими компютри. От друга страна, двустранната платка позволява два пъти повече чипове да бъдат инсталирани на борда M.2, за да се постигнат по-големи възможности за съхранение, което е полезно за компактните настолни приложения, където пространството не е толкова критично. Проблемът е, че трябва да сте наясно с какъв тип M.2 конектор има на компютъра, освен пространството за дължината на картата. Повечето лаптопи ще използват само едностранен съединител, което означава, че не могат да използват двустранни карти M.2.
Режими на командване
Повече от десетилетие, SATA е направило съхранение на компютри за включване и пускане. Това е благодарение на много лесния за използване интерфейс, но и поради командната структура на AHCI (Advanced Host Controller Interface). Това е начин компютърът да може да комуникира инструкциите с устройствата за съхранение. Той е вграден във всички съвременни операционни системи и по този начин не изисква допълнителни драйвери да бъдат инсталирани в операционната система, когато добавяме нови устройства. Работила е чудесно, но е разработена в ерата на твърдите дискове, които имат ограничена способност да обработват инструкциите поради физическата природа на задвижващите глави и платките. Една командна опашка с 32 команди беше достатъчна. Проблемът е, че SSD устройствата могат да направят много повече, но са ограничени от драйверите на AHCI.
За да се помогне за отстраняването на това препятствие и подобряване на производителността, командната структура и драйвери на NVMe (Non-volatile Memory Express) бяха разработени като средство за отстраняване на този проблем за SSD устройства. Вместо да използва една опашка за команди, тя осигурява до 65 536 опашки на команди с 65 536 команди на опашка. Това позволява повече паралелна обработка на заявките за четене и запис на хранилища, които ще помогнат за повишаване на производителността на командната структура на AHCI.
Докато това е страхотно, има малко проблем. AHCI е вградена във всички съвременни операционни системи, но NVMe не е. За да се извлече максимален потенциал от драйверите, драйверите трябва да бъдат инсталирани в горната част на съществуващите операционни системи, за да използват този нов команден режим. Това е проблем за много хора на по-стари операционни системи. За щастие спецификацията на M.2 устройството позволява използването на двата режима. Това прави приемането на новия интерфейс по-лесно със съществуващите компютри и технологии, като използва командната структура на AHCI. След това, тъй като поддръжката на командната структура на NVMe се подобрява в софтуера, същите устройства могат да се използват с този нов команден режим. Просто предупреждавайте, че превключването между двата режима ще изисква преформатирането на устройствата.
Подобрено потребление на енергия
Мобилните компютри имат ограничено време за работа, базирано на размера на техните батерии и мощността, изтеглена от различните компоненти. Дисковете в твърдо състояние осигуряват значително намаляване на потреблението на енергия на компонента за съхранение, така че те да подобрят живота на батерията, но има място за подобрение. Тъй като M.2 SSD интерфейсът е част от спецификациите на SATA 3.2, той включва и някои други функции извън интерфейса. Това включва нова функция, наречена DevSleep. Тъй като все повече и повече системи са проектирани да влизат в режим на заспиване, когато са затворени или изключени, вместо да се захранват напълно надолу, има постоянно теглене на батерията, за да запазят някои данни активни за бързо възстановяване, когато устройствата се събудят. DevSleep намалява мощността, използвана от устройства като SSD M.2, като създава ново състояние с по-ниска мощност. Това би трябвало да спомогне за удължаване на работното време за тези системи, които са оставени да спят, а не са заглушени между употребите.
Проблеми при зареждането
Интерфейсът M.2 е чудесно допълнение към компютърното хранилище и способността да подобряваме работата на нашите компютри. Съществува обаче малък проблем с ранното му прилагане. За да получите най-добра ефективност от новия интерфейс, компютърът трябва да използва PCI-Express шина, в противен случай той работи точно като всяко съществуващо устройство SATA 3.0. Това не изглежда като голяма работа, но всъщност е проблем с много от първите няколко дънни платки, които използват функцията. SSD устройствата предлагат най-доброто изживяване, когато се използват като root устройство или устройство за зареждане. Проблемът е, че съществуващият софтуер на Windows има проблем с много устройства, зареждащи се от PCI-Express шина, а не от SATA. Това означава, че разполагането на M.2 устройство, използващо PCI-Express, докато бързо няма да е основното устройство, на което са инсталирани операционната система или програмите. Резултатът е бързо предаване на данни, но не и устройство за зареждане.
Не всички компютри и операционни системи имат този проблем. Например, Apple разработи OS X, за да използва PCI-Express шина за корен дялове. Това е така, защото Apple превключи SSD дисковете си към PCI-Express в MacBook Air 2013, преди да бъдат финализирани спецификациите M.2. Microsoft актуализира Windows 10, за да подкрепи изцяло новите PCI-Express и NVMe устройства, ако хардуерът, върху който работи, може също така. По-старите версии на Windows може да са в състояние да поддържат хардуера и да инсталират външни драйвери.
Как да използвате M.2 Може да премахнете други функции
Друга област на тревога, особено по отношение на дънните платки за настолни компютри, е свързана с това как M.2 интерфейсът е свързан с останалата част от системата. Виждате, че има ограничен брой PCI-Express ленти между процесора и останалата част от компютъра. За да използвате слот за карти M.2, съвместим с PCI-Express, производителят на дънната платка трябва да изведе тези линии PCI-Express далеч от другите компоненти на системата. Как тези PCI-Express ленти се разделят между устройствата на дъските е основна грижа. Например, някои производители споделят платформите PCI-Express с SATA портове. По този начин използването на слота за задвижване M.2 може да отнеме нагоре четири SATA слота. В други случаи. M.2 може да споделя тези ленти с други слота за разширение на PCI-Express. Не забравяйте да проверите как е проектирана платката, за да сте сигурни, че използването на M.2 няма да попречи на потенциалното използване на други SATA твърди дискове , DVD или Blu-ray устройства или други карти за разширение.