Сегодня поговорим немного о уже настоящем нестандартных SSD. О выгоде использования твердотельных накопителей давно перестали спорить - сегодня SSD рекомендуют устанавливать не только геймерам или дизайнерам, а и всем рядовым пользователям. Пока рынок ждет выхода революционных контроллеров, которые позволят воспользоваться преимуществами PCIe на полную, упрощенные аналоги формата M.2 уверенно удерживают лидерство в этом направлении. Изначально «промежуточный» форм-фактор (на пути от SATA к полноценному PCIe) сумел занять свою нишу за счет нескольких преимуществ перед старшими стандартами.

Какие именно преимущества?

Во-первых, очевидно, скорость: M.2 обеспечивает работу через интерфейс SATA 3.2 (6 гБит/с), а многие модели поддерживают и несколько линий PCIe одновременно. Стоит упомянуть, что контроллеры пока не позволяют использовать последний интерфейс полноценно, однако скорость записи удалось поднять с примерно 500 до почти 800 МБ/с).

Во-вторых, компактность. Если сравнивать размеры M.2-накопителей с предыдущим стандартом, mSATA, первые по габаритам могут быть компактнее как минимум на четверть. Изначально разработанный для ультрабуков и портативных устройств стандарт сейчас активно поддерживается и производителями материнских плат для обычных настольных ПК. При этом, к примеру, объем памяти линейки SanDisk X300 (представленной у нас моделью SanDisk X300 SD7SN6S) возрастает вплоть до 1ТБ.

Сравнение размеров обзорной модели с накопителем OCZ Trion 100

Третьим преимуществом является универсальность. Как было сказано выше, некоторые модели имеют возможность подключаться и к PCIe, и к SATA. Сегодня разница в скорости при этом не так заметна, как хотелось бы, однако будущее очевидно за PCIe. А ведь помимо накопителей M.2 поддерживает подключение Bluetooth, Wi-Fi и NFC-чипов.

Слот M.2 в материнской плате Asus Maximus VIII Ranger

Ну и наконец распространенность: пока SATA Express не получил широкого развития, слоту M.2 удалось найти свое место в материнских платах ведущих производителей. Как видим, стандарт стал логичной эволюционной веткой развития использования SSD, превосходя mSATA и одновременно являясь самым компактным и быстрым решением на рынке.

Экскурс в историю

История развития M.2, как и любого другого стандарта, содержит ряд ошибок и «детских болезней»: проблем, которые были решены на опыте ранних недоработок. Первым твердотельным накопителем в M.2 можно считать Plextor M6e , не особо успешный продукт, тем не менее давший толчок развитию.

Ему предшествовали другие диски (таких компаний как Intel, Crucial, KingSpec), но они были рассчитаны лишь на мобильные и портативные устройства. Несмотря на использованные в Plextor M6e возможности двух линий PCIe 2.0, накопитель в новом форм-факторе не дал ожидаемых результатов в плане производительности, а совместимость затруднялась отсутствием на тот момент пользовательских M.2-накопителей на рынке. По сути, именно Plextor открыли это новое направление.

Важной проблемой долго оставалось нежелание производителей тратиться на полноценную поддержку PCIe: собирая диски в форм-факторе M.2 они все равно снижали производительность до минимума. В магазинах было доступно лишь несколько моделей, поддерживающих работу SATA через 2x или 4x интерфейс PCIe. В таком случае преимуществом M.2 перед mSATA оставалась только компактность и лишь немного увеличенная производительность.

Кроме того, даже при использовании возможностей PCIe производители прибегали к драйверам AHCI, хотя для SSD гораздо более выгодным является применение NVM Express.

Постепенно рынок стал заполняться моделями упомянутых выше производителей: Crucial M500, Transcend MTS600, Kingston SM2280. Однако форм-фактор данных моделей все еще можно назвать «половинчатым M.2»: использовать возможности нового стандарта на полную никто не хотел.

К слову, сейчас затруднения при покупке может вызвать и наличие тех или иных ключей в выбираемой модели накопителя: здесь все зависит от материнской платы пользователя. Некоторые платы поддерживают только диски с B-ключами (2xPCIe), некоторые - c M-ключами(4xPCIe). Ясно, что М полностью совместима с B, а вот если «мать» рассчитана только на модели с B-ключами, об M-продуктах придется забыть. Длину карты M.2 тоже придется учесть: на некоторые платы длинные накопители с адаптерами просто не встанут.

Завершить развитие M.2 собирается Samsung: революционный Samsung PRO 950 наконец окончательно переходит на 4 интерфейса PCIe 3.0, позволяя поднять скорость записи до 1500 МБ/с. Samsung специально разработали новый контроллер, позволяющий выжимать из шины доступный максимум. При объеме в 256 ГБ продолжительность жизни диска равняется перезаписи 200 ТБ: около 180 ГБ для перезаписи ежедневно в течение трех лет. Накопитель поступит в продажу в ближайшее время, а терабайтная его версия - в следующем году.

X300 – не самые быстрые, но недорогие лошади

Но от дорогих новинок давайте вернемся к прочно укрепившимся моделям и поговорим о доступном и удачном варианте – Sandisk X300 128GB

Технологии, подключение

Компания SanDisk - известный на рынке накопителей игрок. Их фирменная технология nCache 2.0 (позволяет экономить ресурс устройства при работе с мелкоблочными данными; программируется на уровне контроллера) успела заслужить положительные отзывы критиков и специалистов и применяется во многих накопителях производителя. В том числе и в рассматриваемом X300.
Подключение диска производится через интерфейс SATA 3.2.

Вот так выглядит плата диска без контейнера

Важной мелочью, кстати, является вот этот заветный винтик, которого, естественно, нет в комплекте с диском. Искать его нужно в коробке с материнской платой. Там же должна быть и специальная площадка, которая вкручивается в плату (либо она может быть уже вкручена – зависит от производителя).

Здесь две версии накопителя – на 128ГБ и 512ГБ с тем самым винтиком

На материнской плате может быть предусмотрена установка плат M.2 разной длины. Отлично, что нам попалась именно такая в тесте – ASUS MAXIMUS VIII. У нее несколько креплений для фиксации платы разной длины.

Sandisk X300 на материнской плате ASUS MAXIMUS VIII RANGER

Установленная плата почти не занимает места в корпусе. Это конечно главное преимущество в плане эргономики – никаких шлейфов и жестких кабелей питания от БП в сетке, с которыми у нас дружбы не сложилось.

Результаты тестов

Мы провели несколько тестов при помощи различного программного обеспечения: диск тестировался на системе с Windows 10 Pro, процессором i7 и 16 ГБайт оперативной памяти.

Тестовый стенд:

• OS: Windows 10 Pro
• CPU: i7-6700 @ 3,4GHz
• RAM: 16GB DDR4 @ 2140MHz
• MTHRBRD: ASUS MAXIMUS VIII RANGER

Напомним, заявленная производителем скорость чтения/записи составляет 530/470 МБ в секунду.

Результаты тестов в программе Crystal DiskMark:

Результаты проверки диска утилитой HD Tune Pro:

Показания утилиты HD Tune Pro и стандартного средства диагностики жестких дисков Windows во время копирования объемного файла с накопителя OCZ Trion 100 на диск Sandisk X300:

Результаты проверки диска утилитой AS SSD Benchmark:

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 PCIe 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.

Становятся всё более популярными из-за многочисленных преимуществ. Они имеют миниатюрные размеры и не занимают много места в ноутбуке, мини-ПК или корпусе настольного компьютера (их устанавливают прямо на материнской плате), вместе с тем, позволяют достичь скорости недоступной «обычным» SSD на 2,5 дюйма.

Нужно знать, что диски SSD М.2 выпускаются в различных форматах (могут варьироваться в длину), а также двух основных вариациях – использующих интерфейс SATA (дешевле и медленнее) и использующие интерфейс PCI Express/NVMe (дороже и быстрее). Используемый в данный момент интерфейс SATA позволяет достичь максимальной пропускной способности 6 Гбит/сек, в то время как PCIe x4 до 32 Гб/сек, так что разница в производительности может быть очень большой, как и цена.

Кстати, стоит упомянуть и про память Intel Optane (не путать с Intel Optane SSD), которая имеет формат носителей M.2, но служит для ускорения работы дисков HDD. Эта технология работает только на новых платформах Intel, но работает на удивление хорошо, позволяя значительно увеличить скорости магнитных дисков.

Разъемы M.2 на материнских платах могут поддерживать оба стандарты, или только один – это стоит проверить перед покупкой, чтобы, например, не пытаться установить диск PCIe/NVMe в разъем M.2 с поддержкой только стандарта SATA. Стоит отметить, что накопители M.2 PCIe вы можете также подключить в порту U.2 (через адаптер), и к слоту PCI Express.

Ниже представлены как наиболее эффективные конструкции SSD , которые используют шину PCI Express x4 3.0 (NVMe), так и более дешевые/менее мощные модели, которые используют стандарт SATA.

Недорогой SSD накопитель M.2

Среди дешевых дисков M.2 как можно найти конструкции, которые используют SATA и PCIe. Возможности первых близки к SSD 2,5 дюйма, но в их пользу говорит размер, а также то, что часть компьютеров может не обслуживать диски M.2 NVMe.

WD Green PC SSD G2 (120 ГБ)

Серия WD Green PC SSD G2 – это одни из наиболее дешевых вариантов М.2. Основаны на интерфейсе SATA, а производительность модели 120 ГБ достигает 545 МБ/сек при чтении и 430 МБ/с при записи данных. Производитель применил здесь 4-канальный контроллер Silicon Motion SM2246XT и ячейки памяти Toshiba 3D TLC NAND (но без кэш-памяти).

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2 2280
• Емкость: 120 GB
• Интерфейс диска: SATA III
• Скорость записи: 430 МБ/сек
• Скорость чтения: 545 МБ/сек
• Ячейки памяти: Toshiba 3D TLC NAND

ADATA XPG SX6000 (128 ГБ)

ADATA XPG SX6000 – это, в свою очередь, одни из наиболее дешевых носителей SSD M.2 с использованием PCIe 3.0 x2. Производитель применил здесь 4-канальный контроллер Realtek RTS5760 и современную память 3D TLC NAND. Заявленные скорости достигают 730/660 МБ/сек. Предоставляется гарантия до 5 лет, но она ограничена коэффициентом TBW (запись 75 ТБ данных).

Стоит отметить, что модели с 256 ГБ и 512 ГБ являются не только доступными по цене, но также намного быстрее (1000/800 MB/s).

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2
• Емкость: 128 ГБ
• Интерфейс: PCI-Express 3.0 x2 (NVMe), PCIe 3.0 x2/NVMe 1.2
• Скорость записи: 660 МБ/сек
• Скорость чтения: 730 МБ/сек

ADATA Ultimate SU800 M.2 (250 ГБ)

Диски ADATA Ultimate SU800 М.2 отличаются очень хорошим соотношением цены и предлагаемых возможностей. Используются современные ячейки памяти 3D TLC Nand и 4-канальный контроллер Silicon Motion SM2258.

Это диск с интерфейсом SATA, так что производительность идентичная, как и 2,5-дюймовой версии – скорость чтения достигает 560 МБ/с, а записи – 520 МБ/с. Предоставляется гарантия на 3 года, но не ограничена коэффициентом TBW. Вместе с диском мы получаем пакет программного обеспечения Acronis True Image HD.

Основные характеристики :

• Емкость: 256 ГБ
• Интерфейс: SATA III M.2
• Скорость записи: 520 МБ/с
• Скорость чтения: 560 МБ/с
• Ячейки памяти: Micron 3D TLC NAND

Твердотельный накопитель M.2 для ноутбука

В случае ноутбуков часто это будет единственный диск в компьютере, так что стоит позаботиться о достаточной емкости – не стоит инвестировать в SSD емкостью ниже 240/256 ГБ. Мы должны также обратить внимание на тип интерфейса – поддерживает ли носитель интерфейс SATA или PCIe, и какой формат (длиннее, 2280, или, короче, 2260 или 2242).

Crucial MX500 M.2 (250 ГБ)

Последнее поколение SSD с интерфейсом SATA от компании Crucial, то есть MX500 это ещё один успешный удар в средний сегмент производительности. Версия M.2 диска отличается достаточно хорошей производительностью, а заявленные скорости достигают 560 МБ/с при чтении и 510 МБ/с при записи данных. Компания Crucial предоставляет 5-летнюю гарантию (ограниченную TBW 100 ТБ).

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2 2280
• Емкость: 250 ГБ
• Интерфейс: SATA III
• Скорость записи: 510 МБ/с
• Скорость чтения: 560 МБ/с
• Ячейки памяти: Micron 3D TLC NAND

Transcend MTS420 (240 ГБ)

Transcend MTS420 в версии 240ГБ – это очень хорошее предложение для пользователей, которые нуждаются в носителе M.2 маленького формата 2242. Производитель указал максимальное скорости на уровне 560 МБ/с при чтении и 500 МБ/с при записи. Стоит отметить, что многие другие диски в этом формате, характеризуется худшими характеристиками. Производитель даёт на него 3-летнюю гарантию.

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2 2242
• Емкость: 240 ГБ
• Интерфейс: SATA III
• Скорость записи: 500 МБ/с
• Скорость чтения: 560 МБ/с
• Ячейки памяти: Micron 3D TLC NAND

ADATA XPG SX8200 (480 ГБ)

Это хорошее предложение для пользователей ноутбуков, которые могут установить в своей машине носитель SSD в формате M.2 2280 PCIe. Если ноутбук может похвастаться разъемом M.2 PCIe 3.0 x4 – скорости составят 3200 МБ/с при чтении и 1700 МБ/с при записи. Накопитель XPG SX8200 покрыт 5-летней гарантия производителя.

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2 2280
• Емкость: 480 ГБ
• Скорость записи: 1700 МБ/с
• Скорость чтения: 3200 МБ/с
• Ячейки памяти: Micron 3D TLC NAND

Лучшие накопители SSD M.2

Лучшие диски M.2 обладают удивительными характеристиками, а их эффективность приближается к пределу возможностей интерфейса PCI Express (лучший из представленных здесь дисков достигает максимальной скорости 3,5 ГБ в секунду ). Очевидно, это имеет свое отражение в высокой цене. Такие диски можно рекомендовать профессионалам, например, работающим со сложными видео проектами в разрешении 4K.

GOODRAM IRDM Ultimate (480 ГБ)

IRDM Ultimate 480 ГБ – это хорошее предложение для более требовательных пользователей. Что важно, в комплекте имеется адаптер для слота PCI Express. Производитель установил также теплоотвод, который защищает диск от перегрева. На борту 8-канальный контроллер Phison PS5007-E7 и прочные ячейки памяти Toshiba A19 MLC NAND. Максимальные скорости достигают 2900/2200 МБ/с. Серия IRDM Ultimate покрыта 5-летней гарантией производителя без ограничения записи данных.

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2 2280 / AiC HHHL
• Емкость: 480 ГБ
• Интерфейс: PCIe 3.0 x4/NVMe 1.2
• Скорость записи: 2200 МБ/с
• Скорость чтения: 2900 МБ/с
• Ячейки памяти:Toshiba A19 MLC NAND

Intel SSD 760p (512 ГБ)

Intel SSD 760p – это эффективные носители SSD для настольных компьютеров и современных ноутбуков, использующие разъем M.2 и интерфейс PCIe 3.0 x4. На борту контроллер Silicon Motion SM2262 и ячейки памяти IMFT 3D TLC NAND. Максимальные скорости составляют 3230 МБ/с при чтении и 1625 МБ/с при записи. Производитель предоставляет на накопители 5 лет гарантии, но ограниченной TBW (288 ТБ записи).

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2
• Емкость: 512 ГБ
• Интерфейс: PCI-Express 3.0 x4 (NVMe)
• Скорость записи: 1625 МБ/с
• Скорость чтения: 3230 МБ/с
• Ячейки памяти: IMFT 3D TLC NAND

Samsung SSD 970 EVO (500 ГБ)

SSD 970 EVO – это уже третье поколение высокоскоростных носителей M.2 с интерфейсом PCIe от компании Samsung. Модели 970 EVO предназначены для пользователей, которые ищут очень быстрые, но не топовые решения – такое сочетание мы найдём в моделях 970 PRO. Заявленная скорость чтения достигает 3400 МБ/с, а записи – 2300 МБ/с. На жесткие диски серии 970 EVO распространяется 5-летняя гарантия производителя – напомним, что срок гарантии в предыдущих моделях 960 EVO составлял только 3 года.

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2 2280
• Емкость: 500 ГБ
• Интерфейс: PCIe 3.0 x4/NVMe 1.3
• Скорость записи: 2300 МБ/с
• Скорость чтения: 3400 МБ/с
• Ячейки памяти: Samsung TLC V-NAND

Samsung SSD 970 PRO (1 ТБ)

Samsung 970 PRO 512 ГБ – это абсолютно топ-носитель SSD M.2 PCIe, предназначен для профессионалов. Производитель использовал здесь сверхнадежную память MLC V-NAND, так что пользователи могут не бояться за свои данные. Трудно из интерфейса PCIe 3.0 x4 выжать ещё больше, поэтому носитель достигает скоростей 3500 МБ/с в чтении и 2300 МБ/с в записи. На жесткие диски серии 970 PRO распространяется 5-летняя гарантия производителя.

Основные характеристики :

• Формат диска: M.2 2280
• Емкость: 1000 ГБ
• Интерфейс: PCIe 3.0 x4/NVMe 1.3
• Скорость записи: 2700 МБ/с
• Скорость чтения: 3500 МБ/с
• Ячейки памяти: Samsung MLC V-NAND

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 1 Обычно, 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 2 Для компактных 3G/4G модемов M.2, но возможно появление другого оборудования	B	3042	S1, D1, S3, D3, D4	B
Socket 2 Для 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 3 Для 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.

Всем привет!

M2, SATA, PCI Express — Что лучше?

Перед тем как отвечать на данный вопрос, стоит ознакомиться с терминологией.
Начнем с самого простого и привычного — Что такое SSD?

Solid-State Drive — Это способ хранения данных. То есть, если мы говорим про жесткий диск, то подразумеваем, что данные хранятся на круглых магнитных пластинах, а если говорим про SSD, то предполагается, что они содержатся на чипах памяти.

M2 или SSD что лучше?

Форм-фактор

По размеру они такие, как и 2.5 дюймовые жесткие диски, но так как это SSD, то внутри корпуса находятся чипы памяти, на которых хранятся данные.

Подключаются все это дело к материнской плате с помощью SATA-коннектора.
Также есть более экзотичные варианты, такие как M2 накопители.
Это тонкие, длинные и по сути голые платы на которых видны те самые чипы.

SSD от Samsung

Это такой же SSD накопитель, только использующий тип подключения/разъем, который называется M2. Также есть еще PCI Express накопители, правда зачастую, это те же M2 накопители, которые просто вставлены в переходник на PCI Express и все это продается одним комплектом.

Протокол и интерфейс

С размерами и типами подключения стало все понятно. Осталось изучить такую вещь как протокол. Простым языком это технология общения накопителя с остальными компонентами компьютера и в частности процессором.
Самые обычные 2.5 дюймовые SATA SSD используют протокол AHCI, который был разработан довольно давно для использования жестких дисков и как следствие имеет ограничения. Само SATA подключение также ограничено пропускной способностью 550-600 MB/s.

Как раз для того, чтобы обойти эти скоростные ограничения были придуманы PCI Express и M2, правда они все также используют, либо эмулируют AHSI, но из-за нового интерфейса имеют пропускную способность гораздо выше чем их предшественники.

Также относительно недавно был разработан протокол NVMe, который может передавать уже до 65 000 очередей, в то время как AHSI только 32 очереди.

Пора перейти от слов к делу и посмотреть на сравнение интерфейсов:

Интерфейс SSD	Максимальная теоретическая пропускная способность	Максимальная реальная пропускная способность
SATA III	750 MB/s	600 MB/s
PCIe 2.0 x2	1 Gb/s	800 MB/s
PCIe 2.0 x4	2 Gb/s	1,6 Gb/s
PCIe 3.0 x4	4 Gb/s	3,2 Gb/s

Преимущества и недостатки

Преимущества:

1. Малогабаритность. Даже довольное малые, по сравнению с HDD, SSD — требуют отдельного место в корпусе персонального компьютера, М2 же идет почти в плотную к материнской плате, за счёт чего подходит даже для ноутбуков, в которых нет пространства для стандартных SSD.
2. Универсальность. SSD с форм-фактором М2 могут подключаться как через SATA и PCI-E, так и в свой М2 разъем. С обычным жестким или твердотельным диском такого не сделаешь.
3. Высокая производительность и малое потребление ресурсов. Как показывают большинство тестов интерфейс М2 действительно превосходит привычный нам SATA, а также требует меньше энергии.
4. Отсутствие дополнительного питания. Для стандартных дисков нужен дополнительный кабель от блока питания формата 15Pin, для М2 — нет.

Недостатки:

1. Сложность совместимости с компьютерами.
   Перед покупкой SSD M.2 вы должны убедиться, что ваша материнская плата поддерживает данный разъем. Для этого надо знать присутствует ли сам разъем на плате, а затем и совместимость конкретного диска и платы. Также нужно знать длину SSD и проверить подходит ли она вам.
2. Перегрев.
   Длительная запись на диск нагревает чип до очень высокой температуры, из-за этого срабатывает контроллер, который сбавляет скорость записи, чтобы охладиться. Такая проблема возникает не так часто, но производители уже начали выпускать накопители с внешним охлаждением в виде радиаторов.
3. Цена
   Раньше ССД М.2 стоили на порядок выше, чем их аналоги на SATA интерфейсе, но на 2018 год ситуация довольно быстро выровнялись и в среднем ценовом сегменте (8-14 т.р) диски на М.2 стоят всего на 2000-3000 тысячи дороже, чем их предшественники.
4. Гарантия
   Если вы думаете выбирать дорогой диск с запасом на будущее, обязательно убедитесь, чтобы срок гарантии вашего устройства был долгим. В последнее время практически все именитые производители — например: Samsung, Intel, Plextor, Western Digital дают несколько лет гарантии

Заключение

Подводя итог, хочется сказать, что интерфейс M2, а в частности технология NVMe — это новый стандарт, на который будут переходить все производители.