Interested Article - M.2

Сравнение размеров твердотельного флеш-накопителя (SSD) формата mSATA (слева) и формата M.2 (справа; размер 2242, B и M).

M.2 (ранее известный как Next Generation Form Factor и NGFF ) — спецификация компактных компьютерных карт расширения и их разъёмов. Был создан в качестве замены формату mSATA и Mini PCI-E ^{[

источник не указан 1050 дней

]} , использовавшему физический разъём и размеры модулей Mini PCI-E . Стандарт M.2 допускает более разнообразные размеры модулей, как по ширине, так и по длине. Формат M.2 часто используется для реализации производительных твердотельных накопителей (на базе флеш-памяти , SSD ), особенно при использовании в компактных устройствах, таких как ультрабуки и планшеты .

Интерфейсы , выведенные на разъём M.2, являются надмножеством интерфейса PCI Express . Платы M.2 могут иметь различные ключевые вырезы для обозначения конкретного варианта используемого интерфейса .

Возможности

SSD-накопитель M.2 форм-фактора 2280, ключ M, установленный в пассивный переходник HHHL для слота PCI-express 4x

Карты расширения M.2 могут предоставлять различные функции, например: Wi-Fi , Bluetooth , спутниковая навигация , NFC -радиосвязь, цифровое радио , Wireless Gigabit Alliance (WiGig), Wireless WAN ( WWAN ). В виде модулей M.2 часто изготавливают быстрые и компактные твердотельные флеш-накопители (SSD). На разъём M.2 выводятся шины PCI Express 3.0, Serial ATA 3.0 и USB 3.0 (включая обратную совместимость с USB 2.0). Спецификация SATA 3.2 по состоянию на август 2013 определила формат SATA M.2 для носителей информации .

В составе M.2 реализован PCI Express 4x (4 линии) и один порт SATA 3.0 со скоростью до 6 Гбит/с, поэтому в форм-факторе M.2 могут быть реализованы как устройства PCI Express, так и накопители SATA. Используется стандартный PCI Express без каких-либо дополнительных слоёв абстракции . Группа PCI-SIG выпустила спецификацию M.2 версии 1.0 в декабре 2013 года .

Для карт расширения M.2 доступно три варианта реализации логического интерфейса и набора команд:

Legacy SATA: Используется для SSD с SATA интерфейсом, драйвером AHCI и скоростями до 6,0 Гбит/с (SATA 3.0)
PCI Express с использованием AHCI: Используется для SSD с интерфейсом PCI Express и драйвером AHCI (для совместимости с большим количеством операционных систем). Из-за использования AHCI производительность может быть несколько ниже оптимальной (получаемой с NVMe), так как AHCI был разработан для взаимодействия с более медленными накопителями с медленным последовательным доступом (например HDD ), а не для SSD с быстрым случайным доступом.
PCI Express с использованием NVMe: Используется для SSD с интерфейсом PCI Express и высокопроизводительным драйвером NVMe , созданным для работы с быстрыми флеш-накопителями. NVMe был разработан с учётом низких задержек и параллелизма SSD с интерфейсом PCI Express. NVMe лучше использует параллелизм в управляющем компьютере и программном обеспечении, требует меньше стадий при передаче данных, предоставляет более глубокую очередь команд и более эффективную обработку прерываний.

Форм-фактор и ключи

Стандарт M.2 разрабатывался в качестве обновления и улучшения формата mSATA , позволяя использовать печатные платы большего размера. Если mSATA использовал размеры модулей Mini PCI-E , то M.2 позволил увеличить использование площади карты, например, в M.2 возможны более длинные модули и двухстороннее размещение компонентов на плате.

Модули M.2 имеют прямоугольную форму, на одной из сторон карты расположен разъём (75 позиций с 67 контактными площадками с шагом в 0,5 мм). На противоположной стороне находится полукруглое отверстие для фиксации. Каждый контакт выдерживает напряжение до 50 В и ток до 0,5 А. Разъём гарантирует как минимум 60 циклов подключения-отключения. В стандарте M.2 допускаются модули шириной 12, 16, 22 или 30 мм и длиной 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 или 110 мм. Изначально карты M.2 производились с шириной 22 мм и длиной 30, 42, 60, 80 и 110 мм .

Ключи карт M.2 и предоставляемые интерфейсы ^:8 ^:3
Ключ	Разрезы	Интерфейсы
A	8-15	PCIe ×1, USB 2.0, I ² C and DP ×4
B	12-19	PCIe ×2, SATA, USB 2.0 и 3.0, Звук, PCM, IUM, SSIC и I ² C
C	16-23	Резерв
D	20-27	Резерв
E	24-31	PCIe ×1, USB 2.0, I ² C, SDIO, UART и PCM
F	28-35	«Future Memory Interface» (FMI)
G	39-46	«Generic» (не используется в спецификации M.2)
H	43-50	Резерв
J	47-54	Резерв
K	51-58	Резерв
L	55-62	Резерв
M	59-66	PCIe ×4 и SATA

Максимальная толщина компонентов на картах M.2, мм ^:8 ^:3
Тип	Сверху	Снизу
S1	1,20	Не допускаются
S2	1,35	Не допускаются
S3	1,50	Не допускаются
D1	1,20	1,35
D2	1,35	1,35
D3	1,50	1,35
D4	1,50	0,70
D5	1,50	1,50

Ключевые разрезы карты M.2 в позициях B и M; также видно наложение контактов с разных сторон модуля M.2

По краю платы M.2 располагается 75-контактный ножевой печатный разъём. Для идентификации платы, вместо части контактов этого разъёма делают ключевые вырезы. Ответная часть (слот M.2) на материнской плате имеет соответствующие заглушки, позволяющие исключить установку несовместимых плат в слот. По состоянию на апрель 2014 года слоты выполнялись с единственной заглушкой либо в позиции B, либо в позиции M . Например, модуль M.2 с двумя ключевыми разрезами B и M может использовать до двух линий PCI Express и совместим с большим количеством карт М.2. Карты M.2 с ключом в позиции M могут использовать до 4 линий PCI Express. Оба варианта - B и M - поддерживают интерфейс SATA. Сходная система ключей используется для карт M.2 с интерфейсом USB 3.0.

Типы карт M.2 маркируются кодом по схеме WWLL-HH-K-K или WWLL-HH-K , где WW и LL — размеры модуля в ширину и длину в миллиметрах. В HH кодируется, является ли модуль односторонним или двухсторонним, а также максимальная допустимая высота (толщина) размещённых на нём компонентов, например «D2». Часть K-K обозначает ключевые разрезы; если модуль использует лишь один ключ, используется одна буква K .

Наиболее популярные форм-факторы M.2 по состоянию на 2016 год: ширина 22 мм, длина 80 или 60 мм (M.2-2280 и M.2-2260), реже 42 мм. Многие ранние M.2 накопители и материнские платы использовали интерфейс SATA. Некоторые материнские платы также реализуют PCI Express . Для SSD наиболее популярны ключи B (SATA и PCIe x2) и M (SATA и PCIe x4). Для подключения карт расширения, например WiFi, используются модули размера 1630 и 2230 и ключи A или E .

Кроме сменных карт расширения, стандарт M.2 определяет вариант модулей, припаиваемых к материнской плате в процессе её изготовления .

Примечания

↑ . SATA-IO . Дата обращения: 14 сентября 2013. 11 марта 2021 года.
↑ (PDF). orvem.eu . ATTEND. Дата обращения: 17 января 2014. Архивировано из 3 февраля 2014 года.
(PDF). knowledgetek.com . SATA-IO (7 августа 2013). Дата обращения: 27 марта 2014. Архивировано из 27 марта 2014 года.
. SATA-IO . Дата обращения: 14 сентября 2013. Архивировано из 4 октября 2013 года.
Paul Wassenberg. (PDF). SATA-IO . Дата обращения: 2 октября 2013. Архивировано из 4 октября 2013 года.
. PCI-SIG . Дата обращения: 14 декабря 2013. 11 ноября 2020 года.
↑ (PDF). Tyco Electronics. Дата обращения: 16 ноября 2013. 10 августа 2013 года.
. WCCF Tech. Дата обращения: 14 сентября 2013. 5 сентября 2013 года.
↑ Marshall R. Asus (7 апреля 2014). Дата обращения: 28 апреля 2014. 27 апреля 2014 года.
Les Tokar. . The SSD Review (24 ноября 2013). Дата обращения: 28 апреля 2014. 26 февраля 2021 года.
John Burek (2016-02-08). (англ.) . Computer Shopper. из оригинала 31 июля 2016 . Дата обращения: 3 августа 2016 .
. Дата обращения: 3 августа 2016. 10 февраля 2015 года.