Хотя твердотельные диски (SSD — Solid State Drive) существуют уже какое-то время, я сам начал их использовать совсем недавно. Останавливала цена, небольшая емкость, хоть и подкрепленная существенно большим быстродействием по сравнению с обычными винчестерами. Прежде чем углубляться в разновидности SSD, технологии изготовления, используемые типы памяти и контроллеры, следует остановиться на форм-факторе (т. е., по сути, физических размерах) этих накопителей, т. е. как они различаются по форме, какие разъемы подключения имеют и как их использовать. Если SSD форм-фактора 2.5 дюйма вопросов не вызывают (размерами, расположением интерфейсных разъемов они практически идентичны жестким дискам), то другая разновидность вызывает вопросы. SSD M2 — что это такое, куда подключать, чем лучше или хуже привычных? Давайте разбираться
Развитие интерфейса SATA
Этот интерфейс пришел на смену PATA, став более компактным, заменив широкий шлейф более тонким и удобным. Стремление к компактности – нормальная тенденция. Даже для SATA понадобилась разновидность, которая позволила бы его использовать в мобильных устройствах или там, где к размерам комплектующих предъявляются особые требования. Так появился вариант mSATA – тот же SATA, но в более компактной упаковке.
Этот разъем прожил недолго, т. к. ему на смену довольно быстро пришел другой – M.2, обладающий большими возможностями. Обращу внимание, что в аббревиатуре нет букв «SATA», да и я не сказал, что это новый вариант именно этого интерфейса. Почему – это будет понятно чуть позже.
Скажу только, что и mSATA, и M.2 позволяют обходиться без шлейфов, кабелей питания, что повышает удобство, позволяет сделать компьютер компактнее. Тем более, что M.2 еще меньше, чем mSATA.
Как выглядит M.2 и для чего нужен
Это небольшой разъем, расположенный на материнской плате или плате расширения, которая устанавливается в слот PCI-Express. Использовать M.2 можно не только для SSD, но и для установки Wi-fi, Bluetooth модулей, и проч. Сфера применения может быть весьма большой, что делает M.2 очень полезным. Если планируется апгрейд компьютера, то я считаю, что наличие этого разъема на материнской плате, даже если вы пока не планируете ничего в него устанавливать, может оказаться полезным. Кто знает, что произойдет через несколько месяцев, какое новое устройство захотите купить…
Пример M.2 можно увидеть на иллюстрациях. Он может быть таким
или таким.
В чем разница? В перемычке (называется «ключом»), которая есть в разъеме. Для того, чтобы понять ее назначение, немного углубимся в интерфейсы компьютера.
M-key и B-key
Современные жесткие диски (и SSD в том числе) традиционно подключают к шине SATA. У меня , но кратко тут повторюсь.
SATA III имеет максимальную пропускную способность в 6 Гбит/с, примерно 550-600 Мбайт/с. Для обычных винчестеров такие скорости недостижимы, а вот для SSD-дисков развить гораздо большую скорость, в общем то, труда не составляет. Только смысла в этом нет, если интерфейс все равно не сможет «прокачать» поток данных с скоростью большей, на которую сам способен.
Поэтому появилась возможность задействовать шину PCI-Express, имеющую большую пропускную способность:
- PCI Express 2.0 с двумя линиями (PCI-E 2.0 x2) обеспечивает пропускную способность 8 Гбит/с, или примерно 800 Мбайт/с.
- PCI Express 3.0 с четырьмя линиями (PCI-E 3.0 x4) дает 32 Гбит/с, что соответствует примерно 3.2 Гбайт/с.
То, какой интерфейс используется для подключения устройств, и определяет положение ключа (перемычки).
SATA (M+B ключ):
PCI-Express (M ключ):
SSD-диски могут иметь следующие варианты ключей:
Для примера возьмем материнскую плату ASUS Z170-P. На ней установлен разъем M.2 с М-ключом. Это означает, что используется шина PCIe ×4. Сразу возникает вопрос, а можно ли туда установить SSD диск с SATA интерфейсом? А вот это вопрос уже интересный.
Придется залезть в спецификации материнский платы и посмотреть, поддерживает ли она M.2 SATA. Если верить сайту производителя , то да. Значит, если покупается SSD-диск, например, Intel 600p Series, то он изначально предназначен для шины PCIe ×4 и никаких проблем быть не должно.
А если есть, например, Crucial MX300, работающий на шине SATA? По спецификации производителя, такой SSD также должен работать.
На то, поддерживается ли шина SATA в интерфейсе M.2, следует обратить особое внимание при покупке материнской платы.
Резюмируем сказанное.
- M.2 – просто другой форм-фактор (размер и разъем) SSD-дисков. Используется шина SATA и/или PCI-Express. Устанавливаемые на материнские платы разъемы M.2 используют шину PCIe ×4. Возможность установки SSD с SATA интерфейсом должна быть указана в спецификациях на материнскую плату.
- Тип используемой шины SDD-диском зависит от ключей. SATA диски обычно выпускаются в формулой ключей M+B, а PCIe x4 – с ключом M.
2242, 2260, 2280 – что это?
Просматривая характеристики материнской платы или ноутбука, где есть M.2 разъем, можно увидеть такую строчку в описании этого разъема: «M key, type 2242/2260/2280». Хорошо, с «M key», надеюсь, уже понятно, это расположение ключа в разъеме (что говорит об использовании шины PCIe ×4). А вот что означает «type 2242/2260/2280»?
Все просто, это размеры SSD-дисков, которые можно установить в этот разъем. Физические размеры. Первые 2 цифры – ширина, которая составляет 22 мм. Вторые 2 цифры – длина. Она может варьироваться, и составлять 42, 60 или 80 мм. Поэтому, если выбранный SSD, например, тот же Crucial MX300, имеет длину 80 мм, т. е. относится к type 2280, то с его установкой не будет никаких проблем.
SSD Transcend MTS400 объемом 64 ГБ имеет длину 42 мм, т. е. type 2242. Если заявлена поддержка такого SSD, то его установить также не составит труда. В действительности, это указывает, размещены ли на материнской плате или корпусе ноутбука фиксирующие накопитель винты, которые рассчитаны на разную длину устанавливаемых модулей. Вот как это выглядит на материнской плате.
Заключение
М.2 – более компактный форм-фактор SSD накопителей. Многие модели выпускаются как в традиционном 2.5-дюймовом формате, так и в виде небольшой платы с разъемом M.2. Если в ноутбуке или на материнской плате присутствует такой разъем, то это хороший повод разместить в нем накопитель. Сделать ли его системным, или использовать для других целей – отдельный вопрос.
Лично я планирую при апгрейде моего компьютера дома, о чем я , использовать M.2 для установки в него диска под систему. Тем самым немного сократится количество проводов, да и работать будет быстро.
Остались вопросы? Задавайте. Я в чем-то ошибся? Всегда готов к конструктивной критике. О чем-то недосказал? Давайте разберемся вместе.
Приветствую всех, уважаемые читатели блога сайт! В 2002 году появился интерфейс SATA, который сейчас используется для подключения абсолютного большинства жестких дисков и SSD. За последние 16 лет он обновился трижды, сохранив при этом обратную совместимость. В 2009 году появилась компактная версия этого интерфейса - mSATA, который располагается прямо на материнской плате.
Поддержку Разъема m 2 на материнских платах начали делать с 2013 года. По своему назначению он очень схож с mSATA, однако позволяет обойти ограничение по пропускной способности SATA интерфейса . Поскольку стандарт mSATA базируется на SATA 3, его пропускная способность составляет только 600 МБ/сек, а современные SSD уже работают на скоростях 3000 МБ/сек и выше.
Так выглядит SSD в форм факторе M2
При помощи м2 разъема в компьютер можно установить не только SSD, но и другие ngff устройства: Wi-Fi карты, Bluetooth, NFC и GPS платы расширения. При таком типе подключения вы избавитесь от многочисленных проводов, идущих от накопителя к системной плате. Тем самым, сэкономите место внутри системного блока, улучшите его охлаждение и упростите обслуживание.
SSD диски, использующие разъем м2, по виду похожи на планки оперативной памяти - такие же тонкие и вставляются прямо в материнскую плату компьютера. Примечательно, что изначально разъем m 2 применялся в ноутбуках и нетбуках, ведь их корпус достаточно тонкий для установки туда полноразмерных устройств. Затем, разъем m2 стал встречаться и на обычных материнках - на стационарных ПК.
Разъем m 2 использует для связи с материнской платой такой тип интерфейса, как PCI Express. Только не путайте с самим разъемом PCI Express, которых может быть несколько и которые располагаются ниже разъема видеокарты, и присутствуют даже на старых материнских платах. Это немного другое, хотя и существуют SSD, подключаемые через порт PCIe. А вот, как выглядит разъем м2 на материнской плате:
Особенности
SSD диски, предназначенные для разъема м2, выпускаются в разных размерах: 2230, 2242, 2260, 2280 и 22110. Первые две цифры обозначают ширину, а две последующие - длину (в миллиметрах). Чем длиннее планка, тем больше чипов на ней можно расположить, тем больше будет емкость диска. Не смотря на такое многообразие форм-факторов, наиболее популярным является 2280.
Разъем m 2 на современных материнских платах может иметь разное положение. Речь идет о неких «ключах». Опять же, можно провести аналогию с планками ОЗУ: память DDR3 отличается от DDR2 расположение ключей - небольших вырезов в планках и самих слотах, соответственно. Так же и тут, небольшие вырезы могут располагаться в левой и правой частях порта .
Разъем m2 может иметь два ключа: B и M. Получается, что они не совместимы между собой. Однако, можно найти материнские платы с разъемом типа B + M (комбинированный). Помимо PCIe интерфейса, порт м2 поддерживает еще и SATA режим. Но и скорость в SATA режиме будет значительно ниже, нежели в PCI Express. Ключи обычно определяют то, какой тип интерфейса будет использоваться.
В обычных жестких дисках (HDD) контроллер связывается с операционной системой посредством протокола AHCI. Но, этот протокол не в состоянии использовать все возможности современных твердотельных накопителей. Это подтолкнуло к появлению нового протокола, который называется NVMe. Новый протокол характеризуется малыми задержками и позволяет выполнить больше операций в секунду, при этом минимально нагружая процессор.
Как выбрать м2 SSD
При покупке SSD накопителя, работающего по интерфейсу m 2, обязательно обращайте внимание на следующие вещи:
- Размер порта м2. Подберите такой диск, чтобы его можно было установить в материнскую плату, чтобы ничего нигде не упиралось.
- Тип ключа - B, M, или комбинированный. Как материнская плата, так и сам SSD диск должны иметь совместимость ключей. SATA м2 SSD диски обычно выпускаются с ключами «М+B», а PCIe м2 SSD - с ключом «М».
- Версия интерфейса и количество линий: PCI-E 2.0 x2 имеет пропускную способность 8 Гбит/с, а PCI-E 3.0 x4 - 3.2 Гбайт/с.
- Какой интерфейс поддерживается - PCI Express или SATA. Конечно, PCIe выглядит предпочтительнее, поскольку позволяет работать с большими скоростями. Возможность установки м2 SSD в SATA режиме должна быть указана в инструкции к материнке.
- Желательна поддержка протокола NVMe. Если ее нет, то сойдет и AHCI.
SSD диск, который подходит по всем параметрам, будет гораздо быстрее того, что подключен просто через SATA порты. Такое решение может потребоваться в играх и программах, требующих от диска высокой скорости чтения/записи. Лучшим вариантом будет диск, использующий интерфейс PCIe третьей версии с четырьмя линиями и протокол NVMe.
Что в прошлом, что в этом году статьи про SSD можно смело начинать с одного и того же пассажа: «Рынок твердотельных накопителей стоит на пороге серьёзных изменений». Вот уже который месяц подряд мы с нетерпением ждём того момента, когда производители, наконец, приступят к выпуску принципиально новых моделей массовых SSD для персональных компьютеров, которые вместо привычного интерфейса SATA 6 Гбит/с будут использовать более скоростную шину PCI Express. Но светлый момент, когда рынок наводнят свежие и заметно более высокопроизводительные решения, всё откладывается и откладывается, главным образом из-за задержек с доведением до ума необходимых контроллеров. Те же единичные модели потребительских SSD с шиной PCI Express, которые всё-таки становятся доступны, пока носят явно экспериментальный характер и не могут поразить нас своим быстродействием.
Находясь в таком томительном ожидании перемен, несложно упустить из виду другие события, которые пусть и не оказывают основополагающего влияния на всю индустрию, но тем не менее тоже важны и интересны. Что-то подобное как раз и случилось с нами: незаметно на рынке потребительских SSD получили распространение новые веяния, на которые мы до сих пор почти не обращали внимания. В продаже стали массово появляться SSD нового формата — M.2. Ещё пару лет назад об этом форм-факторе говорилось лишь как о перспективном стандарте, но за последние год-полтора он сумел обрести огромное число сторонников и среди разработчиков платформ, и среди производителей SSD. В результате сегодня накопители в формате M.2 — не редкость, а повседневная реальность. Их выпускают многие производители, они свободно продаются в магазинах и повсеместно устанавливаются в компьютеры. Более того, формат M.2 сумел отвоевать себе место не только в мобильных системах, для которых он предназначался изначально. Многие материнские платы для настольных компьютеров сегодня тоже комплектуются слотом M.2, в результате чего такие SSD активно проникают в том числе и в классические десктопы.
Учитывая всё это, мы пришли к выводу о необходимости обратить пристальное внимание на твердотельные накопители в формате M.2. Несмотря на то, что многие модели таких флеш-дисков являются аналогами привычных 2,5-дюймовых SATA SSD, которые тестируются нашей лабораторией на регулярной основе, среди них есть и самобытные продукты, не имеющие близнецов классического форм-фактора. Поэтому мы решили наверстать упущенное и провести единое сводное тестирование имеющихся в отечественных магазинах M.2 SSD наиболее ходовых ёмкостей 128 и 256 Гбайт. Помощь в осуществлении этой затеи нам оказала московская компания «Регард », предлагающая чрезвычайно широкий ассортимент SSD, в том числе и в форм-факторе M.2.
⇡ Единство и многообразие мира M.2
Слоты и карты формата M.2 (ранее данный формат именовался Next Generation Form Factor — NGFF) изначально разрабатывались как более скоростная и более компактная замена для mSATA — популярного стандарта, используемого твердотельными накопителями в различных мобильных платформах. Но в отличие от своего предшественника M.2 предлагает принципиально большую гибкость как в логической, так и в механической части. Новый стандарт описывает несколько вариантов длины и ширины карт, а также позволяет использовать для подключения твердотельных накопителей как SATA, так и более скоростной интерфейс PCI Express.
В том, что PCI Express сменит привычные нам интерфейсы накопителей, нет никаких сомнений. Непосредственное использование этой шины без дополнительных надстроек позволяет снизить латентности при обращении к данным, а благодаря её масштабируемости существенно увеличивает пропускную способность. Даже две линии PCI Express 2.0 способны обеспечить заметно большую скорость передачи данных по сравнению с привычным интерфейсом SATA 6 Гбит/с, а стандарт M.2 позволяет устанавливать соединение с SSD с привлечением до четырёх линий PCI Express 3.0. Заложенный таким образом фундамент для роста пропускной способности повлечет появление нового поколения высокоскоростных твердотельных накопителей, способных обеспечить более быструю загрузку операционной системы и приложений, а также уменьшение задержек при перемещении значительных объёмов данных.
| Интерфейс SSD | Максимальная теоретическая пропускная способность | Максимальная реальная пропускная способность (оценка) |
| SATA III | 6 Гбит/с (750 Мбайт/с) | 600 Мбайт/с |
| PCIe 2.0 x2 | 8 Гбит/с (1 Гбайт/с) | 800 Мбайт/с |
| PCIe 2.0 x4 | 16 Гбит/с (2 Гбайт/с) | 1,6 Гбайт/с |
| PCIe 3.0 x4 | 32 Гбит/с (4 Гбайт/с) | 3,2 Гбайт/с |
Формально стандарт M.2 представляет собой мобильную разновидность протокола SATA Express, описанного в спецификации SATA 3.2. Однако сложилось так, что за последнюю пару лет M.2 распространился гораздо шире SATA Express: разъёмы M.2 сегодня можно обнаружить на актуальных материнских платах и в ноутбуках, а SSD в форм-факторе M.2 повсеместно доступны в продаже. SATA Express же подобной поддержкой со стороны индустрии похвастать не способен. Отчасти это связано с большей гибкостью M.2: в зависимости от реализации данный интерфейс может быть совместим с устройствами, работающими по протоколам SATA, PCI Express и даже USB 3.0. Причём в своём максимальном варианте M.2 поддерживает до четырёх линий PCI Express, в то время как разъёмы SATA Express способны обеспечить передачу данных лишь по двум таким линиям. Иными словами, сегодня именно слоты M.2 представляются не только удобным, но и более перспективным фундаментом для будущих SSD. Они не только подходят и для мобильных, и для десктопных применений, но и способны обеспечить самую высокую пропускную способность среди всех существующих вариантов подключения потребительских твердотельных накопителей.
Однако учитывая тот факт, что ключевым свойством стандарта M.2 выступает многообразие его видов, следует иметь в виду, что далеко не все M.2-накопители одинаковы, а их совместимость с различными вариантами соответствующих слотов — это отдельная история. Начать следует с того, что платы доступных на рынке твердотельных накопителей в форм-факторе M.2 обладают шириной 22 мм, но имеют пять вариантов длины: 30, 42, 60, 80 или 110 мм. Данная размерность находит отражение в маркировке, например форм-фактор M.2 2280 означает, что карта накопителя имеет ширину 22 мм и длину 80 мм. Для слотов же M.2 обычно указывается полный перечень размерностей карт накопителей, с которыми они могут быть физически совместимы.
Второй признак, вносящий дифференциацию в разные варианты M.2, — это «ключи» в щелевом слоте и, соответственно, в ножевом разъёме карт, которые препятствуют установке плат накопителей в логически несовместимые с ними разъёмы. На данный момент для M.2 SSD используется два варианта расположения ключей из описанных в спецификации одиннадцати разных положений. Ещё два варианта нашли применение на WLAN и Bluetooth-картах в форм-факторе M.2 (да, бывает и такое —например, беспроводной адаптер Intel 7260NGW), а семь положений ключей зарезервированы на будущее.
Слоты M.2 могут обладать лишь одним ключом-перегородкой, но M.2-карты могут иметь по несколько ключей-вырезов сразу, что сделает их совместимыми с несколькими типами слотов одновременно. Ключ типа B, расположенный вместо контактов с номерами 12-19, означает, что в слот подведено не более двух линий PCI Express. Ключ типа М, занимающий контактные позиции 59-66, означает, что слот обладает четырьмя линиями PCI Express и поэтому может обеспечить более высокую производительность. Иными словами, карта M.2 должна не только подходить по размеру, но и иметь совместимое со слотом расположение ключей. При этом ключи не только ограничивают механическую совместимость между различными разъёмами и платами форм-фактора M.2, но и выполняют ещё одну функцию: их расположение препятствует неправильной установке накопителей в слоте.
Приведённая в таблице информация должна помочь правильно идентифицировать имеющийся в системе тип слота. Но нужно иметь в виду, что возможность механической состыковки слота и разъёма является лишь необходимым, но не достаточным условием для их полной логической совместимости. Дело в том, что в слоты с ключами B и M может быть выведен не только интерфейс PCI Express, но и SATA, однако расположение ключей не даёт никакой информации о его отсутствии или наличии. То же самое касается и разъёмов M.2 карт.
| Ножевой разъём с ключом типа B | Ножевой разъём с ключом типа M | Ножевой разъём с ключами типа B и M | |
| Схема |
|
|
|
| Расположение прорезей | Контакты 12-19 | Контакты 59-66 | Контакты 12-19 и 59-66 |
| Интерфейс SSD | PCIe x2 | PCIe x4 | PCIe x2, PCIe x4 или SATA |
| Механическая совместимость | Слот M.2 c ключом типа B | Слот M.2 c ключом типа М | Слоты M.2 c ключами типа B или типа M |
| Распространённые модели SSD | Нет | Samsung XP941 (PCIe x4) | Большинство M.2 SATA SSD Plextor M6e (PCIe x2) |
Есть и еще одна проблема. Она заключается в том, что многие разработчики материнских плат игнорируют требования спецификаций и устанавливают на свои продукты наиболее «крутые» слоты с ключом типа M, но заводят на них при этом лишь две из четырёх положенных линий PCIe. Кроме того, имеющиеся на материнских платах M.2-слоты могут быть вообще не совместимы с SATA-накопителями. В частности, своей любовью к установке M.2-слотов с урезанной SATA-функциональностью грешит компания ASUS. На эти вызовы адекватно отвечают и производители SSD, многие из которых предпочитают делать на своих картах сразу оба ключа-выреза, чем они обеспечивают возможность физической установки накопителей в слоты M.2 любого типа.
В итоге получается, что определить реальные возможности, совместимость и наличие интерфейса SATA в слотах и разъёмах M.2 по одним только внешним признакам невозможно. Поэтому полную информацию об особенностях реализации тех или иных слотов и накопителей можно получить только из паспортных характеристик конкретного устройства.
К счастью, на данный момент ассортимент M.2-накопителей не столь велик, так что ситуация не успела запутаться окончательно. Фактически на рынке пока представлена лишь одна модель M.2-накопителя с интерфейсом PCI e x2 — Plextor M6e — и одна модель с интерфейсом PCIe x4 — Samsung XP941. Все остальные доступные в магазинах флеш-накопители в форм-факторе M.2 используют привычный протокол SATA 6 Гбайт/с. При этом все встречающиеся в отечественных магазинах M.2 SSD имеют по два ключа-выреза — в положениях B и M. Исключением является лишь Samsung XP941, у которого есть только один ключ — в позиции M, но он в России не продаётся.
Тем не менее если в компьютере или на материнской плате имеется слот M.2, и вы планируете заполнить его твердотельным накопителем, то предварительно нужно проверить несколько вещей:
- Поддерживает ли ваша система M.2 SATA SSD, M.2 PCIe SSD или оба варианта накопителей сразу?
- Если в системе есть поддержка M.2 PCIe-накопителей, то сколько линий PCI Express заведено на слот M.2?
- Какое расположение ключей на карте SSD допускает имеющийся в системе слот M.2?
- Какова максимальная длина карты M.2, которую можно установить в вашу материнскую плату?
И только после того, как вы сможете определённо ответить на все эти вопросы, можно переходить к выбору подходящей модели SSD.
Компания Samsung Electronics объявила о запуске первого твердотельного накопителя Samsung серии 950 PRO форм-фактора М.2 с масштабируемым контроллером NVM Express (Non – Volatile Memory Express). Разберёмся, почему Samsung переходит к новому форм-фактору и контроллеру, а также чем это хорошо для пользователя.
На сегодняшний день именно слоты М.2 представляются наиболее перспективными для SSD: они способны обеспечить самую высокую пропускную способность среди всех существующих вариантов подключения твердотельных накопителей.
Что такое NVMe?
Самая серьёзная проблема для SSD сегодня – ограничение полосы пропускания старых шин Serial ATA и Serial Attached SCSI (SAS). Пропускная способность новейших SATA-III составляет 600 МБайт/с, скорость передачи данных Serial Attached SCSI (SAS 12G) составляет 1,2 ГБайт/с. Современные SSD способны на большее.Протокол NVMe ускоряет операции I/O за счёт отказа от стека команд SAS (SCSI). NVMe SSD подключаются прямо в шину PCIe. Приложения получают резкий прирост производительности от смещения I/O-активности с SAS/SATA SSD и HDD на NVMe SSD. Запоминающие устройства нового типа хранения энергонезависимы (non-volatile) и задержка при доступе к ним существенно ниже – на уровне задержек оперативной (volatile) памяти.
Контроллер NVMe демонстрирует все преимущества SSD: очень низкие задержки доступа и огромная глубина очереди по операциям чтения и записи. Чрезвычайно низкая латентность устройств хранения существенно снижает вероятность блокировок таблиц данных при их обновлениях. Это критично для многопользовательских баз данных со сложными и взаимосвязанными таблицами.
Разъём М.2 на материнской плате.
Сегодня NVM Express (NVMe) поддерживают все материнские платы ASUS на наборах системной логики Intel Z97 Express и X99 Express – для этого нужно обновить UEFI BIOS и в виде опции использовать карту расширения ASUS Hyper Kit.
Карта расширения позволяет владельцам плат на чипсете X99 подключать накопители типоразмера 2,5" с интерфейсом NVMe – например Intel SSD 750 , используя разъём SFF-8639 (mini-SAS HD). На самом диске тоже будет разъём SFF-8639, он выглядит так:
Если на материнской плате нет разъёма М.2 или нет возможности его использовать, есть платы-переходники для PCIe:
Компания Supermicro представила решения, оптимизированные под NVMe:
По заявлению производителя, SuperServer с подготовкой под NVMe Virtual SAN демонстрирует лучшие в отрасли показатели производительности и плотности в решении 1U Ultra 10x NVMe (серия SYS-1028U-VSNF), легко масштабируемой под нужды корпоративной среды, центров обработки данных и облачных приложений.
2U Ultra 24x NVMe SuperServer (SYS-2028U-TN24RT+) повышает плотность NVMe с возможностью «горячей» замены и может поставляться в ещё более высокоплотных конфигурациях - до 24x2,5″ NVMe c горячей заменой на 1U.
Два новых решения 2U Virtual SAN Ready Node исключительно на созданных на базе SSD flash-накопителях, в архитектуре Ultra (серия SYS-2028U-VSNF) и TwinPro (SYS-2028TP-VSNF) поддерживают до 480 виртуальных машин в 4 узлах.
В целом у Супермикро есть целая линейка серверов для NVMe-носителей, они пока редки в продаже как и сами носители.
Впрочем, вернемся к Samsung 950 Pro.
Спецификация Samsung 950 Pro
| Samsung 950 Pro | ||
| Производитель | Samsung | |
| Серия |
950 Pro |
|
| Модельный номер |
MZVKV256 |
MZVKV512 |
| Форм-фактор |
M.2 2280 |
|
| Интерфейс |
PCI Express 3.0 x4 – NVMe |
|
| Ёмкость |
256 Гбайт |
512 Гбайт |
| Конфигурация
|
||
| Микросхемы памяти: тип, интерфейс, техпроцесс, производитель |
Samsung 128-Гбит 32-слойная MLC V-NAND |
|
| Микросхемы памяти: число / количество NAND-устройств в чипе |
2/8 |
2/16 |
| Контроллер |
Samsung UBX |
|
| DRAM-буфер: тип, объем |
LPDDR3-1600, 512 Мбайт |
|
| Производительность
|
||
| Макс. устойчивая скорость последовательного чтения |
2200 Мбайт/с |
2500 Мбайт/с |
| Макс. устойчивая скорость последовательной записи |
900 Мбайт/с |
1500 Мбайт/с |
| Макс. скорость произвольного чтения (блоки по 4 Кбайт) |
270000 IOPS |
300000 IOPS |
| Макс. скорость произвольной записи (блоки по 4 Кбайт) |
85000 IOPS |
110000 IOPS |
| Физические характеристики
|
||
| Потребляемая мощность: бездействие/чтение-запись |
1,7/6,4 Вт |
1,7/7,0 Вт |
| MTBF (среднее время наработки на отказ) |
1,5 млн часов |
|
| Ресурс записи |
200 Тбайт |
400 Тбайт |
| Габаритные размеры: Д × В × Г |
80,15 × 22,15 × 2,38 мм |
|
| Масса |
10 г |
|
| Гарантийный срок |
5 лет |
|
| Рекомендованная цена |
$200 |
$350 |
В отличие от OEM-накопителя Samsung SM951-NVMe в основе 950 Pro лежит прогрессивная трёхмерная MLC V-NAND. В SM951 используется обычная планарная флеш-память, производимая по 16-нм техпроцессу.
Очень важно: в UEFI BIOS материнской платы должен содержаться NVMe-драйвер для загрузки ОС с 950 Pro.
950 Pro в отдельных случаях может достаточно сильно разогреваться – при максимальной нагрузке этот SSD способен выделять до 6-7 Вт. При этом, отмечает anandtech.com, это не является серьёзной проблемой. Официальная позиция производителя по этому поводу такова: «Температура 950 Pro возрастает до верхнего предела лишь в случае непрерывной, длительной и сложной нагрузки, которая для клиентских SSD не характерна. Снижение производительности при последовательной однократной записи на накопитель около 100 Гбайт данных вряд ли может как-то затронуть обычных пользователей. То есть, в случае использования накопителя в составе обычного ПК проблема перегрева маловероятна ».
В большинстве тестов anandtech.com 950 Pro показал очень хорошие результаты:
Разъем M.2 (ранее известный как Next Generation Form Factor и NGFF ) — это спецификация входящая в состав стандарта SATA 3.2 для компьютерных устройств и их разъемов, утвержденная международной организацией Serial ATA International Organization (SATA-IO) для планшетов и тонких компьютеров. Создана для замены уже устаревших форматов SATA, mSATA и Mini PCI-E. Ключевым новшеством M.2 (NGFF) стала поддержка передачи данных по линии PCI Express 3.0 с совокупной теоретической пропускной способностью до 32 Гбит/с. Что почти в 6 раз больше чем позволял стандарт SATA 3.0.
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) и другие. В виде модулей M.2 часто изготавливают быстрые и компактные твердотельные флеш-накопители (SSD).
Применение нового формата устройств позволил использовать режим минимального энергопотребления DevSleep, механизм управления питанием Transitional Energy Reporting, механизм Hybrid Information (повышающий эффективность кэширования данных в гибридных накопителях) и Rebuild Assist (функция, которая ускоряет процесс восстановления данных в массивах RAID).
Форм-фактор и ключи.
Если проще, M.2 представляет собой мобильную разновидность протокола SATA Express, описанного в спецификации SATA 3.2 для планшетов и тонких компьютеров. Этот интерфейс может быть совместим с устройствами, работающими по протоколам SATA, PCI Express, USB 3.0, I2C и другими. M.2 поддерживает до четырёх линий PCI Express 3.0, в то время как разъёмы SATA Express передают данные лишь по двум линиям PCI Express 2.0. Платы имеют 4 варианта ширины (12, 16, 22 и 30 миллиметров) и 8 вариантов длины (16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 и 110 миллиметров).
Помимо длины и ширины устройств подключаемых к M.2, описаны стандарты толщины компонентов на плате. Также, одностороннее и двухстороннее исполнение монтажа (Single Sided и Double Sided), разделенное на еще 8 типов. Для более удобного понимания, ниже приведу таблицу:
Толщина компонентов на плате устройства подключаемого к M.2 (размеры указаны в миллиметрах).
| 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 |
Для указания типа M.2 — устройства 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. Если используется K-K, то модуль имеет 2 ключа.
Диаграмма с подробной расшифровкой всех значений маркировки с указанием величин.
По состоянию на 2018 год, наиболее популярными размерами определены: 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, для них наиболее популярны ключи B (SATA и PCIe x2). Современные же материнские платы реализуют в разъеме M.2 PCI Express 3.0 x4 и соответствующий ключ M (SATA и PCIe x4). Устройства разработанные под использование в разъемах с ключом M, электрически не совместимы с разъемом B, и наоборот, без явного на то указания. Хотя не редко, как показывает практика физически совместимы (если перевернуть). Для подключения карт расширения, например WiFi, используются модули размера 1630 и 2230 и ключи A или E .
M.2 — плата должна не только подходить по размеру, но и иметь совместимое со слотом расположение ключей. Ключи ограничивают механическую совместимость между различными разъёмами и платами форм-фактора M.2 и препятствует неправильной установке накопителей в слоте.
Собственно перед покупкой платы расширения необходимо уточнить у производителя тип разъема и совместимые размеры (по длине, ширине, толщине, одностороннее и двухстороннее исполнение).
Что такое Socket 1, Socket 2, Socket 3 в применении к M.2 (NGFF) устройствам?
Действительно, встречается понятие сокет и для M.2 устройств. Думаю создание групп разъемов M.2 на Socket 1,2,3 для упрощенного разделения не совместимых между собой устройств. Формально разделяя все виды устройств на 3 простых для понимания типа.
Принцип деления наглядно показан в следующей таблице:
| Для установки в разъем M.2 | ||||
| Ключ разъема | Размер модуля | Толщина модуля | Ключ коннектора на модуле | |
Socket 1Обычно, модули связи (WIFi адаптеры, Bluetooth, NFC и прочее) |
||||
| A, E | 1630 | S1, D1, S3, D3, D4 | A, E, A+E | |
| A, E | 2230 | S1, D1, S3, D3, D4 | A, E, A+E | |
| A, E | 3030 | S1, D1, S3, D3, D4 | A, E, A+E | |
Socket 2Для компактных 3G/4G модемов M.2, но возможно появление другого оборудования |
B | 3042 | S1, D1, S3, D3, D4 | B |
Socket 2Для M.2 SSD и другого оборудования с универсальным ключом B+M |
B | 2230 | S2, D2, S3, D3, D5 | B+M |
| B | 2242 | S2, D2, S3, D3, D5 | B+M | |
| B | 2260 | S2, D2, S3, D3, D5 | B+M | |
| B | 2280 | S2, D2, S3, D3, D5 | B+M | |
| B | 22110 | S2, D2, S3, D3, D5 | B+M | |
Socket 3Для M.2 SSD и другого оборудования с ключом М и универсальным ключом B+M |
M | 2242 | S2, D2, S3, D3, D5 | M, B+M |
| M | 2260 | S2, D2, S3, D3, D5 | M, B+M | |
| M | 2280 | S2… D2, S3, D3, D5 | M, B+M | |
| M | 22110 | S2… D2, S3, D3, D5 | M, B+M | |
Разберем пример на основе реальных интернет-магазинов:
SSD диск SAMSUNG M.2 860 EVO 250 Гб M.2 2280 SATA III (MZ-N6E250BW)
Из описания видно — перед нами SSD Samsung с емкостью 250Gb, разработанный для использования в разъеме M.2. Далее идет маркировка «2280» указывающая физический размер — 22 мм в ширину, 80 мм в длину. Про толщину и одностороннее или двухстороннее исполнение — ни слова. В данном случае придется уточнять из других источников, либо производителя накопителя. После указания маркировки размера написано — SATA III. Что это означает? Это означает что накопитель использует логический интерфейс SATA III. То есть, перед нами все тот же классический накопитель SATA, но выполненный под размеры и разъем M.2. Скоростные преимущества PCI Express здесь не использованы.
Все, описание продавца на этом исчерпаны. Чего нам еще не хватает? Нам не хватает явного указания типа ключа разъема, это пускай останется на совести продавца. Но мы визуально видим 2 прорези, это означает возможность использования данного накопителя в составе материнских плат с разъемом типа B и типа M . Это визуальная оценка, опять повторюсь — необходимо уточнить у производителя.
Попробуем еще:
SSD диск Samsung 960 EVO M.2 250 Гб M.2 PCI-E TLC MZ-V6E250BW
Здесь мы видим SSD Samsung 960 EVO тоже на разъем M.2. Вообще без указания маркировки физических размеров и типа, предположительно тоже «2280» (всегда необходимо уточнять из других источников). Далее указаны PCI-E и TLC, что это означает? Это означает что устройство использует логический интерфейс PCI Express (какой 2.0 или 3.0 не ясно, и сколько линий 2x-4x — тоже не известно). TLC — тип устройства микросхем памяти. На этом интернет-магазин счел описание достаточным. Думаю гарантийка ему потом скажет об обратном…
Но визуально мы видим на этом изображении одну прорезь в разъеме M.2 (предположительно соответствующая ключу M ). И тут необходимо быть осторожным, устройство может подойти физически в разъем B . И вернее всего, сожжет плату и устройство. Поэтому необходимо точно знать какого типа установлен разъем на плате и какого приобретается.
Реализации логического интерфейса и набора команд.
Для плат расширения M.2 доступно три варианта реализации логического интерфейса и набора команд, по аналогии со стандартом SATA Express:
«Legacy SATA» Используется для SSD с SATA интерфейсом, драйвером AHCI и скоростями до 6.0 Гбит/с (SATA 3.0) «SATA 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, НЖМД), а не для SSD с быстрым случайным доступом. «SATA 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.
Что такое NVMe?
NVM Express (NVMe , NVMHCI - от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification). Логический интерфейс NVM Express был разработан с нуля, основные цели — получение низких задержек и эффективное использование высокого параллелизма твердотельных накопителей за счёт применения нового набора команд и механизма обработки очередей, оптимизированного для работы с современными многоядерными процессорами.
Протокол NVMe ускоряет операции I/O за счёт отказа от стека команд SAS (SCSI). NVMe SSD подключаются прямо в шину PCIe. Приложения получают резкий прирост производительности от смещения I/O-активности с SAS/SATA SSD и HDD на NVMe SSD. Запоминающие устройства нового типа хранения энергонезависимы (non-volatile) и задержка при доступе к ним существенно ниже – на уровне задержек оперативной (volatile) памяти.
Контроллер NVMe демонстрирует все преимущества SSD: очень низкие задержки доступа и огромная глубина очереди по операциям чтения и записи. Чрезвычайно низкая латентность устройств хранения существенно снижает вероятность блокировок таблиц данных при их обновлениях. Это критично для многопользовательских баз данных со сложными и взаимосвязанными таблицами.
Очень важно: в UEFI BIOS материнской платы должен содержаться NVMe-драйвер для загрузки ОС с соответствующего накопителя.
Заключение.
В заключении становятся очевидными преимущества принятые стандартом SATA 3.2. Появление новых спецификаций и разъемов расширит выбор совместимых карт расширения, как для ноутбуков, так и для стационарных компьютеров. Также увеличит общую производительность вычислительных систем от ноутбука — до сервера.
Сам по себе интерфейс таит в себе большое количество ловушек как для простого пользователя, так и для профессионала. Возможно это связано с его новизной, а может и некоторой «сыростью».
В любом случае, я постарался собрать максимум важной информации. Возникшие вопросы можно задать в комментариях к статье. Если статья вам помогла, вы можете отблагодарить меня отправив пожертвования на Yandex кошелек, форма для отправки денег находится в самом низу сайта (подвале). Спасибо за уделенное моей статье внимание.
