Is het mogelijk om via pci express een ssd aan te sluiten? Review en testen van ASUS HYPER EXPRESS SSD-schijf met SATA Express-interface

De huidige ontwikkelingstrends zijn zodanig dat de PCI Express-bus binnenkort overal de SATA 6 Gb/s-interface moet vervangen - deze is al opgenomen in de SATA 3.2-specificatieversie. Bij de verdere ontwikkeling van SATA wordt ervan uitgegaan dat SSD's voor desktopsystemen hun gebruikelijke ontwerp zullen behouden, maar zullen worden aangesloten via een speciale SATA Express-interface, die een nieuw type connectoren en kabels zal introduceren. Tegelijkertijd combineert SATA Express twee SATA 6 Gb/s-interfaces (ze zijn nodig voor achterwaartse compatibiliteit met oudere schijven) en verschillende PCI Express-lijnen. De eerste generatie SATA Express-poorten, die momenteel aanwezig kunnen zijn op moederborden die zijn gebaseerd op de Intel Z97-chipset (Fig. 1), maken gebruik van twee PCI Express-lanes van de tweede generatie, wat een toename betekent van de piekbandbreedte van de moderne SATA Express implementatie tot 1 GB/s.

De tweede optie waarin de specificatie voorziet voor het aansluiten van schijven via de PCI Express-bus zijn gespecialiseerde M.2-slots (ook bekend als NGFF), voornamelijk gericht op mobiele toepassingen. Deze slots, die relatief klein van formaat zijn en daarom ideaal voor dunne en ultradunne laptops, combineren één SATA 6 Gb/s-interface en meerdere PCI Express-lanes. Bij de eerste optie, die nu veel wordt gebruikt op moederborden die zijn gebaseerd op Intel's logicasets van de negende generatie, worden opnieuw twee PCI Express 2.0-lijnen gebruikt. Met andere woorden: M.2-slots kunnen worden beschouwd als een eenvoudige mobiele vertaling van de SATA Express-interface.

Rijst. 1. Met het bijgewerkte Intel Rapid Storage Technology-systeem kunt u werken met PCIe-schijven die zijn aangesloten via M.2- en SATA Express-interfaces (activeert de functies van Intel® Rapid-opslagtechnologie met behulp van solid-state drives op basis van de PCI Express*-interface).

In wezen zijn SATA Express en M.2 ontworpen om één probleem op te lossen: het aansluiten van snelle schijven via de PCI Express-interface, waarvoor SATA-prestaties niet langer voldoende zijn. De architectuur van deze interfaces verschilt echter aanzienlijk.

SATA Express bestaat uit twee standaard SATA 3.0-poorten en een extra vierpins connector - allemaal gecombineerd in één connector. Het is ontworpen voor schijven die in gewone pc's worden gebruikt; er kunnen respectievelijk twee SATA-schijven of een snelle SSD met een PCI Express x2-interface op worden aangesloten. Het is de moeite waard eraan te herinneren dat de SATA-poort 7 pinnen heeft en dat één PCI Express-kanaal 9 pinnen nodig heeft. Vandaar de behoefte aan een extra vier-pins connector - twee PCI Express-lijnen hebben 18 pinnen nodig, en dit is precies wat de SATA Express-connector biedt: 7+7+4. Uiteraard vereist het gebruik van PCI Express x2 een speciale kabel. Maar de PCI Express-interface biedt geen stroomkabels. De doorvoersnelheid van PCI Express x2 bedraagt ​​16 Gb/s - dit is meer dan de totale prestatie van twee SATA 3.0-kanalen (12 Gb/s) en is ruim voldoende voor zelfs de modernste en snelste SSD's. Trouwens, op dit moment zijn schijven met de PCI Express-interface nog steeds exotisch en niet beschikbaar voor de massagebruiker.

M.2 is een andere zaak: er zijn al genoeg seriële apparaten met deze interface geproduceerd. Maar als SATA Express gericht is op desktop-pc's en u in staat stelt traditionele SSD's en harde schijven aan te sluiten, dan is M.2 bedoeld voor gebruik in mobiele apparaten zoals laptops en tablets, samen met schijven gemaakt in de vorm van een uitbreidingskaart en geplaatst rechtstreeks in de connector. Net als SATA Express biedt de M.2-interface achterwaartse compatibiliteit met SATA, maar aangezien er niet meer dan één apparaat tegelijkertijd fysiek op kan worden aangesloten, is er slechts één SATA 3.0-kanaal beschikbaar. Maar dit maakte het mogelijk om een ​​groter aantal PCI Express-lijnen te implementeren - M.2-apparaten hebben vier van dergelijke kanalen met een totale doorvoer van 32 Gbit/s. De interface levert ook stroom aan de aangesloten uitbreidingskaart, die overigens niet per se een schijf hoeft te zijn - met M.2 kun je Wi-Fi- en Bluetooth-controllers, GPS-modules, NFC en andere soorten apparaten aansluiten. Het is ook vermeldenswaard dat, naast SATA 3.0 en PCI Express x4, de M.2-interface ook USB 3.0 ondersteunt, dus het implementeren van de bovengenoemde apparaten in het M.2-uitbreidingskaartformaat is helemaal niet moeilijk.

Met de nieuwe Z97-chipset kunt u fysieke contactlijnen in verschillende configuraties gebruiken en, afhankelijk van het type aangesloten apparaat, overschakelen naar SATA-, PCI Express- of USB-poorten. De bijgewerkte versie van Intel Rapid Storage Technology is verantwoordelijk voor de werking van SSD's, inclusief snelle SSD's, en garandeert de werking van standaard en gespecialiseerde functies, ook als onderdeel van RAID-arrays. Bovendien biedt de Z97-chipset compatibiliteit met processors van de volgende generatie (Haswell Refresh) zonder het BIOS van het moederbord te updaten.

Rijst. 2. Snelle M.2- en SATA Express-interfaces voor het opslagsubsysteem. Aansluitschema voor alle slot- en connectorcontrollers op de Intel Z97-chipset.

Veel computergebruikers zijn het woord SATA meer dan eens tegengekomen, maar niet veel mensen weten wat het is. Moet je daar op letten bij het kiezen van een harde schijf, moederbord of een kant-en-klare computer? Het woord SATA wordt tegenwoordig immers vaak genoemd in de kenmerken van deze apparaten.

Wij geven een definitie

SATA is een seriële gegevensoverdrachtinterface tussen verschillende opslagapparaten, die de parallelle ATA-interface heeft vervangen.

Het werk aan het creëren van deze interface begon in 2000.

In februari 2000 werd op initiatief van Intel een speciale werkgroep opgericht, waarin de leiders van IT-technologieën van die tijd en vandaag zitting hadden: Dell, Maxtor, Seagate, APT Technologies, Quantum en vele andere even belangrijke bedrijven.

Als resultaat van twee jaar samenwerking verschenen eind 2002 de eerste SATA-connectoren op moederborden. Ze werden gebruikt om gegevens via netwerkapparaten te verzenden.

En sinds 2003 is de seriële interface geïntegreerd in alle moderne moederborden.

Bekijk de onderstaande foto om het verschil tussen ATA en SATA visueel te voelen.

Seriële ATA-interface.

De nieuwe interface op softwareniveau is compatibel met alle bestaande hardwareapparaten en zorgt voor hogere gegevensoverdrachtsnelheden.

Zoals je op de bovenstaande foto kunt zien, is de 7-pins draad dunner, wat zorgt voor een gemakkelijkere verbinding tussen verschillende apparaten, en waarmee je ook het aantal Serial ATA-connectoren op het moederbord kunt vergroten.

In sommige moederbordmodellen kan hun aantal oplopen tot wel 6.

Een lagere bedrijfsspanning, minder contacten en microschakelingen hebben de warmteontwikkeling van apparaten verminderd. Daarom raken SATA-poortcontrollers niet oververhit, wat zorgt voor een nog betrouwbaardere gegevensoverdracht.

Het is echter nog steeds problematisch om de meeste moderne schijfstations op de Seriële ATA-interface aan te sluiten, dus alle fabrikanten van moderne moederborden hebben de ATA (IDE)-interface nog niet verlaten.

Kabels en connectoren

Voor de volledige gegevensoverdracht via de SATA-interface worden twee kabels gebruikt.

Eén, 7-polig, direct voor datatransmissie, en de tweede, 15-polig, stroom, voor het leveren van extra spanning.

Tegelijkertijd wordt de 15-pins voedingskabel aangesloten op de voeding, via een gewone 4-pins connector die twee verschillende spanningen produceert, 5 en 12 V.

De SATA-voedingskabel produceert bedrijfsspanningen van 3,3, 5 en 12 V, met een stroomsterkte van 4,5 A.

Kabelbreedte 2,4 cm.

Om een ​​soepele overgang van ATA naar SATA te garanderen op het gebied van stroomaansluitingen, kun je op sommige harde schijfmodellen nog steeds de oude 4-pins connectoren zien.

Maar in de regel worden moderne harde schijven al geleverd met alleen een nieuwe 15-pins connector.

De Serial ATA-datakabel kan worden aangesloten op de harde schijf en het moederbord, zelfs als deze zijn ingeschakeld, wat met de oude ATA-interface niet mogelijk was.

Dit wordt bereikt doordat de aardingspinnen in het gebied van de interfacecontacten iets langer zijn gemaakt dan de signaal- en stroompinnen.

Daarom komen bij het aansluiten eerst de aarddraden in contact, en pas daarna alle andere.

Hetzelfde kan gezegd worden over de 15-pins voedingskabel.

Tafel, seriële ATA-voedingsconnector.

SATA-configuratie

Het belangrijkste verschil tussen de SATA- en ATA-configuraties is de afwezigheid van speciale schakelaars en Master/Slave-chips.

Het is ook niet nodig om te kiezen waar het apparaat op de kabel moet worden aangesloten, omdat er twee van dergelijke plaatsen op de ATA-kabel zitten en het apparaat dat aan het uiteinde van de kabel is aangesloten, als het belangrijkste in het BIOS wordt beschouwd.

Het ontbreken van Master/Slave-instellingen vereenvoudigt niet alleen de hardwareconfiguratie aanzienlijk, maar maakt bijvoorbeeld ook een snellere installatie van besturingssystemen mogelijk.

Over BIOS gesproken, de instellingen daarin zullen ook niet veel tijd kosten. Je kunt daar alles snel vinden en configureren.

Gegevensoverdrachtsnelheid

De snelheid van gegevensoverdracht is een van de belangrijke parameters, ter verbetering waarvan de SATA-interface is ontwikkeld.

Maar dit cijfer in deze interface is voortdurend toegenomen en nu kan de gegevensoverdrachtsnelheid oplopen tot 1969 MB/s. Veel hangt af van de generatie van de SATA-interface, en er zijn er al 5.

De eerste generaties van de seriële interface, versie “0”, konden tot 50 MB/s overbrengen, maar sloegen niet aan, omdat ze onmiddellijk werden vervangen door SATA 1.0. waarvan de gegevensoverdrachtsnelheid al 150 MB/s bereikte.

Het uiterlijk van SATA-series en hun mogelijkheden.

Serie:

1. 1.0 – debuuttijd 01/7/2003 – maximale theoretische gegevensoverdrachtsnelheid 150 MB/s.
2. 2.0 – verschijnt in 2004, volledig compatibel met versie 1.0, maximale theoretische gegevensoverdrachtsnelheid van 300 MB/s of 3 Gbit/s.
3. 3.0 – debuut in juli 2008, start van de release in mei 2009. Theoretische maximale snelheid is 600 MB/s of 6 Gb/s.
4. 3.1 – debuut in juli 2011, snelheid – 600 MB/s of 6 Gbit/s. Een verbeterde versie dan in paragraaf 3.
5. 3.2, evenals de daarin opgenomen SATA Express-specificatie - uitgebracht in 2013. In deze versie zijn SATA- en PCIe-apparaten samengevoegd. De snelheid van de gegevensoverdracht is toegenomen tot 1969 MB/s.

In deze interface vindt de gegevensoverdracht plaats met een snelheid van 16 Gbit/s of 1969 MB/s dankzij de interactie van twee PCIe Express- en SATA-lijnen.

De SATA Express-interface werd geïmplementeerd in chipsets uit de Intel 9-serie en was begin 2014 nog weinig bekend.

Als ze niet worden geïntroduceerd in de jungle van IT-technologieën, kunnen we in een notendop dit zeggen.

Serial ATA Express is een soort overgangsbrug die de gebruikelijke signaaloverdrachtmodus in SATA-modus omzet naar een hogere snelheid, wat mogelijk is dankzij de PCI Express-interface.

eSATA

eSATA wordt gebruikt om externe apparaten aan te sluiten, wat nogmaals de veelzijdigheid van de SATA-interface bevestigt.

Hier worden al betrouwbaardere verbindingsconnectoren en poorten gebruikt.

Het nadeel is dat het externe apparaat een aparte speciale kabel nodig heeft om te kunnen werken.

Maar de interface-ontwikkelaars losten dit probleem al snel op door de voeding rechtstreeks in de hoofdkabel in de eSATAp-interface te introduceren.

eSATAp is een aangepaste eSATA-interface, waarbij gebruik is gemaakt van USB 2.0-technologie. Het grote voordeel van deze interface is de overdracht van 5 en 12 Volt spanningen via draden.

Dienovereenkomstig worden eSATAp 5 V en eSATAp 12 V gevonden.

Er zijn andere namen voor de interface, het hangt allemaal af van de fabrikant. U kunt vergelijkbare namen tegenkomen: Power eSATA, Power over eSATA, eSATA USB Hybrid Port (EUHP), eSATApd en SATA/USB Combo.

Zie hieronder hoe de interface eruit ziet.

De Mini eSATAp-interface is ook ontwikkeld voor laptops en netbooks.

mSATA

mSATA – geïmplementeerd sinds september 2009. Ontworpen voor gebruik in laptops, netbooks en andere kleine pc's.

De foto hierboven toont als voorbeeld twee schijven, één gewone SATA, deze bevindt zich onderaan. Hierboven ziet u een schijf met een mSATA-interface.

Voor degenen die geïnteresseerd zijn, kunt u vertrouwd raken met de kenmerken van mSATA-schijven.

Dergelijke schijven zijn in bijna elke ultrabook geïnstalleerd.

De mSATA-interface wordt zelden gebruikt in gewone computers.

mSATA naar seriële ATA-converteradapter.

Conclusie

Uit het bovenstaande blijkt duidelijk dat de SATA-interface voor seriële gegevensoverdracht zichzelf nog niet volledig heeft uitgeput.

SATA of Serial ATA zijn populair geworden bij de opslag van computerbestanden. Interfacestandaardisatie zorgt voor installatiegemak en compatibiliteit tussen computers en opslagapparaten. Het probleem is het bereiken van de bandbreedtelimiet van het populaire SATA.

SATA of Serial ATA zijn populair geworden bij de opslag van computerbestanden. Interfacestandaardisatie zorgt voor installatiegemak en compatibiliteit tussen computers en opslagapparaten. Het probleem is het bereiken van de bandbreedtelimiet van het populaire SATA. En veel SSD's worden beperkt door interfaceprestaties, niet door schijfprestaties. Hierdoor was het noodzakelijk om nieuwe communicatiestandaarden tussen de computer en de schijven te ontwikkelen. SATA Express is een moderne ontwikkeling die de prestaties zal verbeteren.

SATA- of PCI-Express-verbinding

De bestaande SATA 3.0-specificaties waren beperkt tot een doorvoersnelheid van slechts 6,0 Gbps, wat neerkomt op ongeveer 750 MB/s. Nu met overheadkosten voor de interface en andere zaken. Dit betekent dat de effectieve prestaties beperkt waren tot slechts 600 MB/s.

Veel van de huidige generaties SSD's hebben deze limiet bereikt en hebben een vorm van snellere interface nodig. De SATA 3.2-specificatie, waar SATA Express als onderdeel van wordt beschouwd, introduceert een nieuw communicatiemiddel tussen een computer en apparaten, waardoor apparaten kunnen kiezen of ze de bestaande SATA-methode willen gebruiken, wat achterwaartse compatibiliteit biedt met oudere apparaten, of om snelle PCI te gebruiken Sata.

Met de huidige PCI-Express 3.0-standaarden kan een enkele PCI-Express-slotlane tot 1 Gb/s verwerken, waardoor deze sneller is dan de huidige SATA-interface. Dit kan niet worden bereikt op een enkele PCI-Express-laan, maar apparaten kunnen meerdere rijstroken gebruiken. Volgens de SATA Express-specificaties kan een schijf met de nieuwe interface twee PCI-Express-lanes gebruiken (vaak x2 genoemd) om een ​​potentiële bandbreedte van 2 Gb/s te hebben, bijna drie keer de snelheid van eerdere SATA 3.0.

Nu vereist de nieuwe interface ook een nieuwe connector. Het lijkt misschien enigszins op elkaar, omdat de connector eigenlijk twee SATA-dataconnectoren combineert met een derde, iets kleinere connector die gemeenschappelijkheid deelt met op PCI-Express gebaseerde communicatie. De twee SATA-connectoren worden niet beschouwd als volledig functionele SATA 3.0-poorten. Eén SATA Express-connector op een computer kan twee oudere SATA-poorten ondersteunen. Het probleem doet zich voor wanneer u een nieuwere SATA Express-schijf op de sleuf wilt aansluiten. Alle SATA Express-connectoren gebruiken de beschikbare breedte, ongeacht of de schijf de oude SATA-link of de nieuwe PCI-Express-link gebruikt. Eén SATA Express kan twee SATA-schijven of één SATA Express-schijf verwerken.

Dus waarom gebruikt een op PCI-Express gebaseerde SATA Express-schijf niet slechts één derde connector in plaats van twee SATA-poorten? Dit komt omdat een op SATA Express gebaseerde schijf beide technologieën kan gebruiken en dus met beide moet communiceren. Veel SATA-poorten zijn aangesloten op een PCI-Express-lane voor communicatie met de processor. Door de PCI-Express-interface rechtstreeks met een SATA Express-schijf te gebruiken, gebruikt u twee SATA-poorten op het moederbord.

Beperkingen van de opdrachtinterface

SATA is een efficiënte manier om gegevens over te dragen tussen een apparaat en de processor in een computer. Daarnaast draait de taakbeheerder erbovenop om opdrachten te sturen naar wat er naar de schijf moet worden geschreven en gelezen. Jarenlang werd dit afgehandeld door AHCI (Advanced Host Controller Interface). Het is zo gestandaardiseerd dat het in principe in elk besturingssysteem dat momenteel op de markt is, is geschreven. Dit maakt SATA-schijven effectief "plug and play". Er zijn geen extra stuurprogramma's vereist. Maar deze technologie werkte goed met oudere, langzamere technologieën zoals harde schijven en USB-drives, maar houdt wel snellere SSD's tegen. Het probleem is dat de AHCI-takenwachtrij 32 opdrachten in de wachtrij kan bevatten en slechts één opdracht tegelijk kan verwerken omdat er maar één wachtrij is.

Dit is waar de NVMe-instructieset (niet-vluchtig geheugen) in het spel komt. Het heeft 65.536 opdrachtwachtrijen, die elk 65.536 opdrachten in de wachtrij kunnen opslaan. Hierdoor kunnen schijfopslagopdrachten parallel worden verwerkt. Dit is niet gunstig voor de harde schijf, aangezien deze vanwege de schijfkoppen nog steeds effectief beperkt is tot een enkele opdracht. Voor SSD's met meerdere geheugenchips kan het hun doorvoer effectief verhogen door meerdere opdrachten tegelijkertijd naar verschillende chips en cellen te schrijven.

Er is een klein probleem. Dit is een nieuwe technologie en is daarom niet ingebouwd in de meeste besturingssystemen op de markt. De meeste zullen extra stuurprogramma's moeten installeren om ervoor te zorgen dat de schijven de nieuwe NVMe-technologie kunnen gebruiken. Het implementeren van snelle prestaties voor SATA Express-schijven kan enige tijd duren, omdat de software moet rijpen, zoals bij de eerste AHCI-introductie. Maar met SATA Express kunnen schijven een van deze twee methoden gebruiken. U kunt de nieuwe technologie nu dus nog steeds gebruiken met AHCI-stuurprogramma's en misschien overstappen op nieuwere NVMe-standaarden voor betere prestaties, of u moet de schijf opnieuw formatteren.

Functies toegevoegd aan SATA Express via SATA 3.2

Nu voegen de nieuwe SATA-specificaties meer toe dan alleen nieuwe communicatiemethoden en connectoren. De meeste zijn gericht op mobiele computers, maar andere niet-mobiele computers kunnen er ook baat bij hebben. Een opmerkelijke energiebesparende functie is de nieuwe DevSleep-modus. Dit is een nieuwe energiemodus waarmee opslagsystemen vrijwel volledig kunnen worden uitgeschakeld, waardoor het energieverbruik in stand-by wordt verminderd. Dit zou de looptijd van speciale laptops moeten helpen verbeteren, inclusief ultrabooks die zijn ontworpen met SSD's en een laag stroomverbruik.

Gebruikers (SSD's) zullen ook profiteren van de nieuwe standaarden, omdat ze een nieuwe reeks optimalisaties hebben geïmplementeerd. In de huidige SATA-implementaties bepaalt de schijfcontroller welke items wel en niet in de cache moeten worden opgeslagen op basis van wat er wordt gevraagd. Met het nieuwe ontwerp kan het besturingssysteem de schijfcontroller in wezen vertellen welke items het in de cache moet opslaan, waardoor de hoeveelheid overhead op de schijfcontroller wordt verminderd en de prestaties worden verbeterd.

Er is een functie voor gebruik met RAID-schijfinstellingen. Een van de doelen van RAID is gegevensredundantie. Als een schijf defect raakt, kan deze worden vervangen en worden de gegevens hersteld op basis van de controlesomgegevens. Ze creëerden een nieuw proces in SATA 3.2-standaarden dat het herstelproces kan verbeteren door te herkennen welke gegevens beschadigd zijn en welke niet.

Implementatie en waarom het niet gebeurde

SATA Express wordt sinds eind 2013 als een officiële standaard beschouwd, maar begon pas zijn weg naar computersystemen te vinden toen de Intel H97/Z97-chipsets in het voorjaar van 2014 op de markt kwamen. Zelfs bij moederborden is er een nieuwe interface, maar bij de lancering zijn er geen schijven die de nieuwe technologie kunnen gebruiken. Dit komt door de ondersteuning van het besturingssysteem voor een nieuwe opdrachtwachtrij om volledig te profiteren van SATA Express. Met de huidige implementaties kunnen SATA Express-connectoren worden gebruikt met bestaande SATA-schijven. Dit zal de adoptie vergemakkelijken voor degenen die de technologie aanschaffen nu de schijven beschikbaar zijn.

De reden waarom de interface niet populair werd, wordt beschouwd als de M2-interface. Dit wordt uitsluitend gebruikt voor SSD's, die een kleinere vormfactor hebben, en wordt gebruikt in laptops, maar ook in desktopsystemen. Harde schijven missen nog steeds de SATA-standaard. M.2 heeft meer flexibiliteit omdat het niet afhankelijk is van grotere schijven, maar gebruik kan maken van vier PCI-Express-lanes, wat snellere schijven betekent dan twee SATA Express-lanes. Op dit moment zullen consumenten mogelijk nooit zien dat SATA Express wordt ingevoerd.

Ondanks het feit dat solid-state drives, dat wil zeggen SSD's, al een hele tijd geleden zijn verschenen, beginnen veel gebruikers er pas net over te leren en ze op hun computers te gebruiken. Dit kan te wijten zijn aan de hoge prijs en de kleine capaciteit, hoewel ze hogere prestaties leveren dan standaardschijven en veel sneller zijn.

Voordat we ons verdiepen in de soorten harde schijven, hun productietechnologieën, geheugentypen en controllers, is het noodzakelijk om ons te concentreren op de vormfactor (grootte). Elk apparaat is verschillend van formaat, heeft zijn eigen aansluitconnectoren en wordt op totaal verschillende manieren gebruikt. Als een 2,5-inch SSD geen vragen oproept, omdat deze qua grootte en plaatsing van connectoren vergelijkbaar is met conventionele harde schijven, dan roepen andere typen veel vragen op.

Vandaag zullen we het hebben over apparaten zoals SSD M.2-schijven, wat ze zijn, wat hun kenmerken en voordelen zijn. Dit is een relatief nieuwe standaard, die volgens veel experts een revolutionaire oplossing is. Laten we dit onderwerp eens nader bekijken en zoveel mogelijk informatie vinden.

Ontwikkeling van de SATA-interface

De SATA-interface is een goede vervanger voor PATA geworden, waarbij de brede kabel is vervangen door een compactere, dunnere en handigere optie. De belangrijkste trend in de ontwikkeling ervan was het verlangen naar compactheid, en dit is heel normaal. Zelfs de nieuwe interface vereiste een variatie die het mogelijk zou maken om deze te gebruiken op mobiele apparaten en waar er speciale vereisten zijn voor de grootte van componenten.

Zo ontstond mSATA - dezelfde interface, alleen met compactere afmetingen. Maar het duurde niet lang en werd snel vervangen door een volledig nieuwe: de M.2-connector, die nog grotere mogelijkheden had. Het is niet per ongeluk dat het woord SATA niet in de afkorting staat, aangezien de nieuwe versie niet tot deze standaard behoort. We zullen hier later meer in detail over praten.

Het enige dat gezegd moet worden, is dat de M.2 SSD-schijf zonder stroomkabels en kabels is aangesloten, waardoor het gebruik ervan zo comfortabel mogelijk wordt en de computer nog compacter kan worden. Dit is een van de belangrijkste voordelen.

M.2-interfaceoverzicht

M.2 is een connector op een uitbreidingskaart die in een PCI-Express-slot is geïnstalleerd, of op het moederbord zelf. Je kunt er niet alleen M.2 SSD's in installeren, maar ook andere modules, waaronder Bluetooth en Wi-Fi. Het toepassingsgebied van deze connector is vrij breed, wat hem ongelooflijk handig en nuttig maakt.

Let er bij het upgraden van uw computer op en installeer een moederbord met deze connector, zelfs als u nog niet van plan bent een SSD-station met deze interface te installeren.

Als je echter een redelijk oud moederbord hebt en dit niet wilt veranderen, bijvoorbeeld "GA-P75-D3" met een ontbrekend M2-slot, maar het heeft PCI-E 3.0, dat een videokaart en een PCIe x4-slot. In dit geval kunt u via een speciale adapter een SSD op PCIe x4 installeren, maar de snelheid zal iets lager zijn.

Absoluut alle M.2 SSD-schijven hebben verzonken montage in M.2-connectoren. Deze vormfactor biedt maximale prestaties met minimaal verbruik van hulpbronnen en is ontworpen voor technologische verbeteringen in harde schijven in de toekomst.

Bovendien zijn, zoals hierboven vermeld, voor de verbinding geen kabels en kabels nodig, die meestal alleen maar extra ruimte in beslag nemen. Om met het apparaat te gaan werken, steekt u het eenvoudig in de connector.

M-sleutel en B-sleutel

De huidige harde schijven, inclusief SSD's, zijn aangesloten op de SATA-bus. De maximale doorvoer hiervan bedraagt ​​6 Gb/s, dat wil zeggen ongeveer 550-600 Mb/s. Voor een gewone schijf is zo'n snelheid simpelweg onhaalbaar, maar SSD-schijven kunnen zonder problemen veel hogere snelheden halen. Maar het installeren ervan is absoluut zinloos als de interface de gegevens niet met een hogere snelheid kan 'pompen' dan waarvoor deze zelf is ontworpen.

Met het oog hierop werd het mogelijk om de PCI-Express-bus met grotere bandbreedte te gebruiken:

1. PCI Express 2.0. Het heeft twee rijstroken (PCI-E 2.0 x2), gekenmerkt door een doorvoersnelheid tot 8Gb/s, of ongeveer 800Mb/s.
2. PCI Express 3.0. Het heeft vier rijstroken (PCI-E 3.0 x4), met een bandbreedte van 32Gb/s, of ongeveer 3,2Gb/s.

Welke interface wordt gebruikt om een ​​bepaald apparaat aan te sluiten, bepaalt de positie van de jumper.

Momenteel hebben M.2 SSD-schijven de volgende belangrijke opties:

1. B-toets “Socket2” (inclusief ondersteuning voor PCI-E ×2, SATA, Audio, USB en andere modules).
2. M-toets “Socket3” (inclusief ondersteuning voor PCI-E ×4 en SATA).

We nemen bijvoorbeeld een moederbord met een M.2-connector met een M-sleutel. Dat wil zeggen dat de PCIe ×4-bus wordt gebruikt. Is het mogelijk om er een SATA SSD-schijf in te installeren? Dit is een interessante vraag waar we een antwoord op zullen proberen te vinden.

U moet de moederbordinformatie openen en nagaan of deze M.2 SATA ondersteunt of niet. Laten we zeggen dat de fabrikant ja zegt. In dit geval koopt u een SSD-schijf die oorspronkelijk is gemaakt voor PCIe ×4, en er mogen absoluut geen problemen optreden bij het aansluiten.

Let er bij het kiezen van een moederbord op of M.2 de SATA-bus ondersteunt, zodat je elke harde schijf kunt gebruiken.

Laten we al het bovenstaande samenvatten en samenvatten:

1. M.2 is simpelweg een andere vormfactor (connector en grootte) van solid-state drives. Alle moederborden die zijn uitgerust met dit slot maken gebruik van de PCI-E x4-bus.
2. Het type bus dat door de aandrijving wordt gebruikt, is afhankelijk van de toetsen. Meestal wordt de PCI-Express-bus (M-sleutel) of SATA-bus (M+B-sleutel) gebruikt. De mogelijkheid om een ​​SSD aan te sluiten met een SATA-interface moet worden aangegeven in de specificaties van het moederbord.

Maatspecificatie: 2260, 2280 en andere

Als je naar de specificatie van het moederbord van een computer of laptop kijkt, kun je vaak de volgende regel tegenkomen: "1 x M.2 Socket 3, met M Key, type 2260/2280" - dit betekent dat 1 M.2-slot met er wordt een sleutel van het type M en maat 2260/2280 gebruikt. De eerste twee cijfers “22” betekenen de breedte in “mm”, de tweede twee cijfers “60” betekenen de lengte. Als u daarom bijvoorbeeld Transcend TS128GMTS600 kiest, met een lengte van "60 mm" en een breedte van "22 mm", zullen er geen problemen zijn met de installatie ervan.

Maar zelfs als je de Kingston SHPM2280P2/480G met het type “2280” neemt, en aangezien de kenmerken van het moederbord dit type schijf ondersteunen, zal de installatie ervan niet moeilijk zijn.

Het moederbord kan geïnstalleerde modules van vele formaten ondersteunen, en in dit geval beschikt het over bevestigingsschroeven die zijn ontworpen voor elke lengte van de beugel.

NVMe-technologie

De oudere generatie conventionele magnetische en SSD-schijven maakt gebruik van het AHCI-protocol, dat relatief lang geleden is gemaakt en nog steeds door veel besturingssystemen wordt ondersteund. Maar met de komst van modernere en snellere SSD's kan het zijn taak niet aan en kan het niet al zijn mogelijkheden maximaal benutten.

Het NVMe-protocol is gemaakt als oplossing voor dit probleem. Het wordt gekenmerkt door de hoogste snelheid, lagere latentie en gebruikt een minimum aan processorbronnen bij het uitvoeren van bewerkingen.

Om de media met deze technologie te laten werken, moet deze deze ondersteunen, dus besteed hier bij het kiezen speciale aandacht aan, net als het moederbord (deze moet de UEFI-standaard ondersteunen).

Laten we het samenvatten

Nadat we SSD's met de M.2-standaard hebben getest, kunnen we zeggen dat dit de meest compacte vormfactor is van solid-state apparaten. En als het moederbord dit ondersteunt, is het aan te raden om het te gebruiken.

Laten we er een paar bekijken die u zullen helpen de juiste keuze te maken. Daarom moet u bij de aankoop allereerst op de volgende punten letten:

1. Heeft het moederbord het vereiste M.2-slot en welke modules kunnen er worden gebruikt (2260, 2280, enz.).
2. Het type sleutel dat in het slot wordt gebruikt (M, B of B+M).
3. Ondersteunt het moederbord een SATA- of PCI-E-interface en welke versie wordt gebruikt (bijvoorbeeld PCIe 3.0 4x).
4. Ondersteunen het besturingssysteem, de SSD zelf en het moederbord AHCI- of NVMe-protocollen?

Als je de vraag beantwoordt wat beter is, een SSD met een standaardconnector of M.2, is het immers duidelijk dat je de tweede optie met NVMe-ondersteuning moet kiezen en deze op PCIe 3.0x4 moet installeren.

Dit zal niet alleen meer ruimte vrijmaken door het aantal draden te verminderen, maar zal ook de overdrachtssnelheden, systeemsnelheid en prestaties verhogen. Het belangrijkste is dat het werken op de computer comfortabeler, leuker en efficiënter wordt.

Terwijl desktop-harde schijven al jaren in de 3,5-inch vormfactor bestaan, zijn SSD's vanaf het allereerste begin verkrijgbaar in het 2,5-inch formaat. Het was geweldig voor kleine SSD-componenten. Laptops werden echter dunner en 2,5-inch SSD's voldeden niet langer aan het criterium van kleine afmetingen. Daarom hebben veel fabrikanten hun aandacht gericht op andere vormfactoren met kleinere afmetingen.

Met name de mSATA-standaard werd ontwikkeld, maar deze leek te laat. De overeenkomstige interface is tegenwoordig vrij zeldzaam, niet in de laatste plaats omdat mSATA (afkorting van mini-SATA) nog steeds op de relatief lage snelheid van SATA werkt. mSATA-schijven zijn fysiek identiek aan Mini PCI Express-modules, maar elektrisch gezien zijn mSATA en mini PCIe incompatibel. Als de socket is ontworpen voor mSATA-schijven, kunt u alleen deze gebruiken. Integendeel, als de socket is ontworpen voor mini PCI Express-modules, kunnen mSATA SSD-schijven worden geplaatst, maar deze zullen niet werken.

De mSATA-standaard kan tegenwoordig als verouderd worden beschouwd. Het maakte plaats voor de M.2-standaard, die oorspronkelijk Next Generation Form Factor (NGFF) heette. De M.2-standaard biedt fabrikanten meer flexibiliteit in SSD-afmetingen, omdat de schijven veel compacter zijn en acht lengteopties mogelijk maken, van 16 tot 110 mm. M.2 ondersteunt ook verschillende interface-opties. Tegenwoordig wordt de PCI Express-interface steeds vaker gebruikt, die in de toekomst zal domineren, omdat deze veel sneller is. Maar de eerste M.2-schijven waren afhankelijk van de SATA-interface en USB 3.0 was theoretisch mogelijk. Niet alle M.2-slots ondersteunen echter alle genoemde interfaces. Controleer daarom voordat u een schijf aanschaft welke standaarden uw M.2 slot ondersteunt.

De M.2-standaard verspreidt zich nu onder desktop-pc's; moderne moederborden bieden minstens één overeenkomstig slot. Een ander positief punt is dat er geen kabel meer nodig is; de schijf wordt rechtstreeks in het moederbordslot gestoken. Maar aansluiten via kabel is ook mogelijk. Maar hiervoor moet het moederbord een overeenkomstige poort hebben, namelijk U.2. Voorheen stond deze standaard bekend als SFF 8639. Theoretisch is het natuurlijk mogelijk om 2,5-inch schijven uit te rusten met een U.2-poort, maar er zijn maar heel weinig van dergelijke modellen op de markt, evenals schijven met SATA Express.

De SATA Express-interface is de opvolger van SATA 6 Gb/s en is dus achterwaarts compatibel. De hostinterface ondersteunt zelfs twee SATA 6 Gb/s-poorten of één SATA Express. Deze ondersteuning is extra toegevoegd voor compatibiliteit, aangezien SATA Express-schijven elektrisch zijn aangesloten op de PCI Express-bus. Dat wil zeggen dat SATA Express-schijven op "pure" SATA 6 Gb/s-poorten niet werken. Maar SATA Express vertrouwt op slechts twee PCIe-lanes, wat betekent dat de bandbreedte de helft zal zijn van die van M.2.

Compact en zeer snel: M.2 SSD-schijven met PCI Express-interface, foto met adapterkaart

Uiteraard hebben de meeste desktopcomputers gewone PCI Express-slots, dus het is mogelijk om een ​​SSD rechtstreeks in een slot zoals een grafische kaart te installeren. Je kunt een adapterkaart voor M.2 SSD (PCIe) aanschaffen en de schijven vervolgens op de ‘traditionele’ manier aansluiten in de vorm van een PCI Express-uitbreidingskaart.

M.2 SSD's met PCI Express-interface demonstreren een doorvoer van meer dan twee gigabytes per seconde - maar alleen met een geschikte aansluiting. Moderne M.2 SSD's zijn meestal ontworpen voor vier PCI Express-lanes van de derde generatie; alleen deze interface stelt hen in staat hun prestatiepotentieel te ontsluiten. Met de oudere PCIe 2.0-standaard en/of minder lanes werken SSD's wel, maar verlies je aanzienlijk aan prestaties. Bij twijfel raden wij u aan de gebruikershandleiding van uw moederbord te raadplegen voor de M.2-baanconfiguratie.

Als het moederbord geen M.2-slot heeft, kun je zo'n schijf via een uitbreidingskaart installeren, bijvoorbeeld in een slot voor een tweede videokaart. In dit geval wordt de videokaart echter meestal niet meer geleverd met 16, maar 8 PCI Express-lijnen. Dit zal de prestaties van de videokaart echter niet zo ernstig beïnvloeden. De volgende tabel vat informatie over moderne interfaces samen: