Ssd m2 для чего он нужен
Перейти к содержимому

Ssd m2 для чего он нужен

  • автор:

Что за SSD M.2 и нужен ли он моему компьютеру?

Поскольку компьютеры, преимущественно ноутбуки, продолжают уменьшаться в размерах, их компоненты, такие как накопители, также должны были соответственно уменьшаться. За последние несколько десятилетий компьютерное хранилище превратилось из этого типичного продукта площадью 2 квадратных метра в ультрасовременные флеш-накопители, которые теперь подходят для самых тонких ноутбуков и ультрабуков. Взгляните на форм-фактор M.2 SSD (M-dot-2), который уменьшает размер обычного твердотельного накопителя до крошечного размера USB-накопителя.

Если вы планируете приобрести SSD-накопитель M.2 для вашего следующего компьютера, вот все, что вам нужно знать.

Что такое M.2 SSD

M.2 — это форм-фактор для твердотельных накопителей (SSD), который выглядит как кусочек жевательной резинки. SSD M.2 имеют прямоугольную форму, и большинство из них имеют размеры 80 x 22 мм (Д x Ш), но могут быть короче или длиннее (т. Е. 30 мм, 42 мм и 110 мм). SSD-накопители M.2, которые длиннее, содержат больше чипов NAND и обладают большей емкостью, чем более короткие версии. Эти накопители также могут быть односторонними или двухсторонними. Наиболее распространенный размер обозначен M.2 Type-2280.

Карты M.2 SSD обычно используются в современных мобильных вычислительных устройствах. SSD-накопители M.2 несовместимы со старыми системами, поскольку этот форм-фактор не похож на карты mSATA. Ввиду компактности, тонкие ноутбуки все чаще используют твердотельные накопители M.2, поскольку они занимают очень мало места, в отличие от традиционных дисков SATA. Кроме того, поскольку он предназначен для мобильных устройств, он не подходит для крупных корпоративных систем хранения.

Теперь о стоимости и поставщиках, этот тип SSD широко доступен на рынке и обычно стоит от 0,25 до 0,75 долларов за гигабайт. Samsung и Intel являются наиболее популярными поставщиками твердотельных накопителей M.2. Другими поставщиками являются Toshiba, Kingston, Team Group, Plextor и Adata.

Выявление разных размеров M.2 SSD

M.2 SSD-карты и слоты для материнских плат отличаются по размерам, как по ширине, так и по длине карты. Размер SSD M.2 можно определить с помощью четырех- или пятизначного числа в его названии. Первые две цифры — его ширина, а остальные — его длина. Например, тип M.2 — карта 2280; это 22 мм в ширину и 80 мм в длину. Для настольных компьютеров и ноутбуков стандартными являются твердотельные накопители M.2 шириной 22 мм. Текущие доступные размеры для модулей M.2 следующие:

Ширина — 12, 16, 22 и 30 мм.
Длина — 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 и 110 мм.
Карта длиной 80 мм или 110 мм может содержать 8 чипов NAND для емкости 1 ТБ. Кроме того, размер накопителя SSD M.2 достигает 2 ТБ.

Основная структура

С несколькими зубчатыми штырьками модули M.2 могут быть легко подключены к сопрягаемому разъему, что еще больше повышает его легкую совместимость. Определенные зубчатые штифты соответствуют уникальному ключу, начиная от A (с штифтами 8-15 с надрезом) до M (с штифтами 59-66 с надрезом).

Типичная структура ключей M.2 SSD включает в себя клавишу B, клавишу M или клавишу B + M. Для твердотельных накопителей WD M.2 используются модели B и M (B + M) на моделях WD Green SSD и WD Blue SSD, тогда как WD Black PCIe SSD использует только клавишу M.

M.2 SSD плюсы

  1. Дополнительная скорость
  2. Компактный форм-фактор
  3. Технология будущего
  4. Улучшенное энергопотребление
  5. Надежность

1] дополнительная скорость

SSD M.2 предназначены для разъема PCIe, который имеет гораздо больший калибр, чем традиционные SSD. Они добавляют к явной разнице в скорости SSD-технологий, и эти недорогие SSD M.2 обладают способностью получать в 15 раз более высокую скорость. Пользователи также смогут получить твердотельные накопители M.2, использующие протокол NVME, которые обеспечивают гораздо меньшую задержку.

Операционные системы, такие как Windows, большую часть времени используют системное хранилище, поэтому обновление упрощает работу. Разница в скорости также будет очевидна во время загрузки системы и уменьшенных экранах загрузки игры.

2] Компактный форм-фактор

Итак, если вы планируете портативную сборку, тогда твердотельный накопитель M.2 является одним из строгих соображений для уменьшения веса и коэффициента пространства. Традиционные 2,5-дюймовые твердотельные накопители имеют размер почти всей вашей руки, но твердотельные накопители M.2 лежат на 2–3 пальцах. Кроме того, разъемы M.2 подключаются прямо к материнской плате, что устраняет необходимость в дополнительных кабелях. Эти диски уменьшают вес твердотельных накопителей с 50 грамм до всего лишь 7 грамм, т.е. эквивалентны весу листа на дереве.

3] Технология будущего

Если вы получите систему, которая поддерживает диски M.2, вы откроете множество вариантов обновления в будущем. Как и хранилище PCIe и NVME, M.2 — еще одно новшество, которое, как ожидается, будет доминировать на потребительском рынке через несколько лет.

4] Улучшенное энергопотребление

Системы мобильных компьютеров имеют очень ограниченное время работы в зависимости от размера батареи и мощности, потребляемой различными компонентами. Поскольку интерфейс SSD M.2 является частью спецификаций SATA 3.2, он включает в себя несколько функций, выходящих за рамки интерфейса, например DevSleep. Эта новая функция создает более низкое энергопотребление и сокращает количество энергии, используемой устройствами. Это помогает увеличить время работы систем и перевести их в спящий режим, а не выключать из-за нескольких применений.

5] Надежность

Одним из главных преимуществ твердотельных накопителей перед жесткими дисками было то, что они физически не разлагаются и работают очень долго. M.2 SSD работает аналогичным образом, существует очень небольшой долгосрочный риск, и их надежность хорошо известна.

M.2 SSD Минусы

Найти SSD M.2, который подходит для вашей материнской платы, может быть трудной работой для тех, кто не слишком знаком с компьютерным оборудованием. Эти диски имеют много сложностей, вот краткое изложение:

  • Два разъема поддерживают только несколько выборочных «ключей», следовательно, могут подключаться к разъемам с одинаковым ключом.
  • Только несколько дисков M.2 и точек подключения поддерживают NVME, т.е. более быстрый протокол передачи данных.
  • Пользователям, возможно, придется переключить свой диск M.2 в режим PICe в своей системной BIOS.
  • Два диска, которые используют соединение SATA, могут снизить общую производительность компьютера.

Следовательно, прежде чем совершить окончательную покупку, пользователь должен проверить, совместима ли его материнская плата с M.2, и изучить свои варианты подключения и шаги настройки.

Другим недостатком является цена, так как получение новых современных технологий, таких как Intel Optane, может потребовать четырехкратной стоимости.

Напоследок

Вам нужен M.2 SSD? Что ж, благодаря множеству плюсов каждому современному компьютеру нужен SSD M.2, не только из-за его компактной структуры и гладкости, но и для того, чтобы оставаться актуальным с новыми и будущими технологиями.

Также у нас есть сравнение стандартов SSD, где вы можете узнать о различиях M.2, NVMe и SATA.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка / 5. Количество оценок:

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Зачем устанавливать в компьютер 2 SSD-накопителя и что от этого меняется

Привет, Хабр! Мы продолжаем цикл статей, посвященных сборке игрового ПК. Даже если вы планируете поручить это профессиональным сборщикам как в XCOM-SHOP.RU, есть ряд факторов, о которых лучше всего узнать самостоятельно, чтобы будущая сборка радовала вас как можно дольше.

Сегодня мы поговорим о твердотельных накопителях. Несмотря на то что нередко их выбор оставляют напоследок, при ответственном подходе имеет смысл заранее определиться с тем, какие SSD вы будете использовать в своей сборке и в каком количестве.

Какие бывают SSD и чем они отличаются

SSD работают на основе чипов NAND-памяти, но отличаются логическим интерфейсом обмена данными, размером, физическим коннектором и скоростью чтения и записи.

Твердотельные накопители принято делить по форм-фактору и способам подключения. В потребительском сегменте распространены 4 форм-фактора твердотельных накопителей. Обратите внимание — речь идет именно про потребительский сегмент, поэтому серверные накопители типа U.2 мы не приводим.

  • SATA (это так называемые классические SSD-накопители, которые имеют те же размеры, что и жесткие диски в форм-факторе 2,5”, а также используют для подключения тот же интерфейс)
  • M.2 NVMe (делятся на 4 основных вида: 2230, 2242, 2260, 2280, где первые две цифры обозначают ширину планки, а две последние — длину)
  • M.2 SATA (накопители этого типа подключаются к разъему M.2, но для обмена данными используют интерфейс SATA, хотя бывают и универсальные решения, и тогда их пропускная способность будет зависеть от вашей материнской платы)
  • PCI-E (они более громоздкие и вставляются напрямую в слот расширения PCI-Express. Такие накопители, как правило, используют, если материнская плата не поддерживает разъем M.2 или их не хватило)

Внешне отличить их друг от друга не представляет никакой сложности, но на скорость чтения и записи накопителей влияют разъемы подключения и логические интерфейсы. Логических интерфейсов, через которые SSD ведут обмен данными, всего два:

SATA — наименее скоростной вариант. Для накопителей с этим интерфейсом хорошим показателем чтения и записи является 500-600 МБ/с. Низкая пропускная способность обуславливается тем, что, если помните, изначально этот протокол предназначался для подключения HDD-дисков.

NVMe — современный и быстрый интерфейс. Он обеспечивает накопителям более высокую пропускную способность за счет использования шины PCI-E, позволяя накопителям этого типа работать в 5-7 раз быстрее, чем решениям с SATA-интерфейсом.

Скорость накопителей с NVMe-интерфейсом зависит в первую очередь от поколения PCI-E (3.0 или 4.0), а также от количества задействованных линий. Их может быть 1, 4, 8 или 16. Тут все устроено точно так же, как и у звуковых или видеокарт. Это наиболее совершенный тип слота, который позволяет совместимым накопителям разгоняться до 7 ГБ/с и даже немного быстрее.

Физических интерфейсов, которые уместнее называть просто разъемами, уже не 2, а 4 (да-да, есть еще пятый — U.2, но мы решили о нем не говорить):

Понять разницу между накопителями разных типов вам поможет вот эта таблица, где мы собрали все важные отличия:

PCI-Express (3.0, 4.0)

Как разогнать SSD с Raid 0

Установка второго SSD (при условии, что материнская плата имеет больше одного разъема, а сами накопители являются идентичными) — это один из способов повышения быстродействия компьютера в ряде сценариев при рациональном расходовании средств.

Дополнительный SSD обеспечивает прирост скорости в двух случаях:

При установке более скоростного второго накопителя в пару к более медленному

При создании Raid-массива путем объединения двух или более накопителей.

Технически самым простым и действенным способом разогнать SSD в вашем компьютере является Raid 0. Этот вид массива предполагает создание на основе двух или более накопителей (даже жестких дисков) единого целого. Например, если объединить два SSD по 512 ГБ, получится одно общее хранилище объемом 1 ТБ.

Raid 0 увеличивает как скорость чтения, так и скорость и записи данных. При использовании этого способа виртуализации информация разбивается на блоки фиксированного размера и записывается на оба накопителя как бы параллельно. Такая методика называется чередованием, но будет честнее (хоть и менее грамотно) сказать, что идет распараллеливание, при котором данные как бы пишутся в два потока.

Создание массива позволяет даже SATA-накопителям, у которых поодиночке скорость чтения и записи не превышает 600 МБ/с, разгоняться до 900 МБ/с, а в ряде случаев даже быстрее. Все это дает существенный прирост быстродействия как самой системе, так и приложениям, которые вы запускаете. На большинство игр быстрота SSD почти не влияет, но на скорости их запуска, включении ПК и переносе данных отразится положительно.

Стоит ли использовать NVMe и SATA SSD вместе

Впрочем, объединение дисков в Raid-массив имеет и свои недостатки. Например, в случае выхода из строя одного из накопителей, будут утеряны данные всего хранилища практически без возможности восстановления. Дело в том, что при поочередной записи информация делится между двумя SSD, и восстановленная часть данных чаще всего не имеет смысла без данных с почившего диска.

По этой и другим причинам некоторые пользователи предпочитают не объединять свои SSD в единый массив. Но даже в этом случае дополнительный диск может обеспечить прирост скорости. Например, при использовании одного SATA— и одного NVMe-накопителя. Такая конфигурация позволяет установить игры и нетребовательные приложения на SATA-диск, а на NVMe накатить операционную систему и ПО вроде Excel, Photoshop и софта для монтажа.

NVMe развивает гораздо более высокие скорости, чем SATA. Главное, чтобы ваша материнская плата поддерживала физический интерфейс M.2. Как правило, он есть на всех новых моделях, но некоторые старые из них могут быть лишены этого разъема. В таких случаях либо сверяйтесь со спецификациями своего компьютера, либо просто обращайтесь к специалистам XCOM-SHOP.RU, которые профессионально собирают ПК уже много лет.

Стоит ли использовать два SSD типа NVMe, вопрос открытый. Если ваша цель не состоит в том, чтобы сэкономить, хуже от этого точно не будет. Такие накопители, в отличие от моделей с поддержкой интерфейса SATA, обеспечивают самую высокую скорость. Модели, поддерживающие 4 линии PCI-Express стандарта 4.0, могут выдавать на чтение и запись до 7800 МБ/с. Но это в теории. На практике найти применение таким мощностям будет довольно сложно. Учитывайте это, когда решите потратить все деньги на супер-быстрый SSD.

Правда, тут тоже есть свои нюансы:

  • Цена. Накопители типа NVMe в основном стоят дороже, потому что предлагают более высокую скорость. Их цена будет выше, чем у классических SSD типа SATA.
  • Тепловыделение. Сверхбыстрые SSD-накопители имеют свойство нагреваться довольно сильно и влиять на микроклимат в сборке и температуру смежных компонентов. Поэтому проверьте, достаточно ли эффективно охлаждается ваш ПК. Возможно, ему понадобятся корпусные вентиляторы и корпус с хорошей продуваемостью.
  • Совместимость. Материнские платы, которые имеют больше одного разъема M.2, стоят дороже. Базовые модели с одиночным интерфейсом встречаются кругом и рядом и стоят абсолютно приемлемых денег. Но версии с двумя и более интерфейсами более редки, и за их просят больше.

Как продлить жизнь SSD

SSD, какими бы хорошими они ни были, имеют ограниченный ресурс, и по мере использования он начинает сокращаться. Все дело в особенностях NAND-памяти, которая составляет основу твердотельных накопителей. Данные в нее записываются путем подачи напряжения на затвор ячеек, и со временем это приводит к их износу. Да, у SSD всегда есть определенный объем блоков с ячейками про запас, чтобы можно было заменять на них вышедшие из строя, но их количество не бесконечно.

Чем активнее ведется запись и повторная перезапись данных на диск, тем быстрее он износится. Причем напряжение разрушает не только тот блок, на который записывается информация, но и соседние, и это неизбежно. Если вы только играете или работаете на компьютере с текстовыми документами, износ вам не так страшен. Но базы данных, приложения с постоянным перезаписыванием библиотек и торренты убивают SSD гораздо быстрее.

Поэтому, если вы нагружаете свой компьютер подобными задачами, имеет смысл установить второй твердотельник и разделить их в зависимости от выполняемых задач. На один ставим систему, игры и приложения с важным контентом, а другой используем для загрузки торрентов или работы с базами данных. Или настраиваем Raid с резервным копированием с записью на оба диска одновременно. Тут уж кому что.

Брать под это дело SATA или NVMe SSD, решать вам. С точки зрения практичности и те, и другие накопители оснащены технологиями вроде Garbage Collection и Wear Leveling. А вот на скорость и более длительное время работы на отказ внимание все-таки стоит обратить. Несмотря на то диск явно износится быстрее, чем истечет отведенный производителем срок, более ресурсные SSD действительно живут подольше. Например, ADATA ASU800SS с RTL 2 млн часов.

Как уберечь SSD от потери данных

Второй SSD, независимо от его типа, можно использовать для дублирования данных, если объединить все ваши накопители в массив Raid 1. Его суть сводится к тому, чтобы зеркалировать всю информацию, которая пишется на первый SSD, еще и на второй (или третий и четвертый, если у вас их больше). Благодаря этому в случае аварийной потери данных с одного из дисков, со всех остальных они не пропадут.

Raid 1 — это очень безопасно, но накладно. При использовании такого массива придется потратиться на вдвое больший объем памяти, потому что все ваши данные будут весить ровно в 2 раза больше, чем в обычных условиях. Допустим, по умолчанию ваши файлы занимают 1 ТБ дискового пространства. Без зеркалирования именно так и было бы. Но поскольку массив дублирует любые сохраненные сведения, вам понадобится не меньше 2 ТБ. Такой подход требует больших затрат на организацию хранилища.

Raid 5 — более рациональная история. Хоть он и требует не 2 накопителя, а минимум 3, данные в этом массиве не дублируют друг друга, а потому увеличивать хранилище вдвое уже не придется. Raid 5 использует методику чередования и четности, что обеспечивает массиву этого типа скорость, сопоставимую с Raid 0, при возможности прочесть данные в случае повреждения благодаря контрольной сумме.

Четности, если проводить грубые, но понятные аналогии, — это что-то вроде кэша. Каждый блок сохраняет себе кэш, в который записана информация о данных, сохраненных в другой такой же блок. Преимущество такого кэша в том, что он занимает совсем мало данных. Поэтому эффективность использования памяти в массивах Raid 5 достигает 94% в зависимости от количества используемых дисков.

А теперь подведем итог всему сказанному выше:

  • SSD-накопители бывают двух видов: SATA и NVMe. Первые — медленнее и дешевле, вторые — быстрее, дороже и горячее.
  • Для NVMe-накопителей может понадобиться дополнительное охлаждение, например, больше корпусных вентиляторов.
  • Одна планка SSD стоит дешевле, чем две, даже при идентичном объеме.
  • Если вы готовы потратиться больше, ПК с двумя планками SSD почти всегда будет иметь преимущество: в скорости и надежности хранения данных.
  • Чем быстрее ваш SSD-диск, тем быстрее будет загружаться система и выполняться многие задачи, которые вы возлагаете на свой ПК.
  • Более быстрый SSD почти не влияет на игровой опыт. Он только заставляет игру быстрее запускаться, но не имеет значения для fps и качества графики.
  • Вы можете установить накопители SATA + NVMe и использовать первый для игр и нетребовательных приложений, а второй для установки системы.
  • Два накопителя позволяют создать массив RAID 0, который позволит повысить скорость чтения и записи примерно в два раза.
  • Для максимально безопасного хранения данных можно создать массив Raid 1, который будет дублировать всю записываемую информацию.
  • Raid 5 представляет собой нечто среднее между Raid 0 и Raid 1, но требует минимум три SSD-накопителя.
  • Если вы думаете, установить 2 планки SSD или 2 планки оперативной памяти, делайте выбор в пользу второго варианта.

SATA SSD, M.2 и NVMe: разница между форм-факторами и протоколами передачи данных

Разбираемся в основных терминах, связанных с твердотельными накопителями: M.2, SATA, NVMe и другие.

Изображение записи

На самом деле сравнивать понятия SSD, M.2 и NVMe некорректно. Один из них — это накопитель данных, другой — форм-фактор накопителя, а третий — вообще стандарт передачи данных. Чтобы не путаться в терминах, углубимся в эти понятия. Начнем с жестких дисков и их отличий от SSD, подчеркнем различия 2,5-дюймовых SSD от M.2-накопителей, а также сравним SATA с NVMe.

Что такое жесткий диск, или HDD

Сначала разберемся с основными видами дисков, которые можно встретить в серверах, — HDD и SSD.

Обычный ПК, как и сервер, состоит из множества компонентов, из которых нас интересуют четыре:

  • Процессор: отвечает за обработку информации, вычисления, за исполнение кода программ и операционной системы, управляет работой всех остальных частей.
  • Материнская плата. На нее устанавливаются процессор, оперативная память, видеокарты, контроллеры, на ней расположены порты для подключения внешней памяти. Материнская плата питает все компоненты и объединяет в единое целое.
  • Шины, интерфейс, порты. Могут называться по-разному, но суть одна: это соединение, которое необходимо для передачи данных — например, от оперативной памяти, к процессору.
  • Жесткий диск — накопитель данных, на котором хранятся программы, файлы и операционная система. Именно ему и его вариациям посвящен этот текст.

Устройство HDD-диска

HDD, или Hard (magnetic) Disk Drive, — классический жесткий диск, хранилище данных.

HDD.

В жестком корпусе диска находятся магнитные пластины, на которые записываются данные. Считываются и записываются они так: диск вращается, а головка при помощи магнитных импульсов считывает или записывает данные. Диск вращает двигатель, а всей работой заправляет микросхема — контроллер.

Данные записываются в дорожках на поверхности диска, примерно как на виниловых пластинках. При этом информация хранится не в одном месте, а в кластерах или секторах, разбросанных по диску, поэтому для считывания данных диск должен вращаться.

Треки и сектора.

Чем быстрее диск вращается, тем больше данных в секунду можно считывать или записывать. Но здесь возникает ограничение: если бесконечно увеличивать скорость, то материал может не выдержать колебаний и разрушиться от нагрузок.

Эту проблему пытались решить. Например, в 2000 году компания Seagate выпустила диск Х15, который раскручивался до 15 000 оборотов в минуту. Но это скорее экзотика — обычные диски не превышают 7200 оборотов в минуту для домашних ПК, что дает 85-120 МБ/с считывания. Максимальная скорость дисков на домашних ПК не превышает 150 МБ/с.

В зависимости от размера существует несколько форм-факторов, или видов, HDD:

  • 3,5 дюйма — чаще встречаются в серверах,
  • 2,5 дюйма — для домашних ПК,
  • внешние HDD — используют в качестве внешнего носителя данных (в них также используется диск на 2,5 дюйма, но есть внешний корпус).

Слева направо: HDD 3,5

Что такое SSD-диск и его отличия от HDD

SSD-диск, Solid State Drive, — это твердотельный накопитель. Он работает по отличному от HDD принципу: сохраняет информацию на полупроводниковых чипах в ячейках памяти. Это так называемые «энергонезависимые немеханические запоминающие устройства». «Энергонезависимые» означает, что при потере питания данные сохраняются.

SSD состоят из резисторов, конденсаторов, контроллера, буферной DRAM-памяти, чипов постоянной NAND-памяти и разъемов подключения. Фактически это большая «флэшка». Главное отличие от HDD — не в комплектующих (здесь диски во многом схожи), а в отсутствии движущихся частей.

Из «статичности» SSD-диска следует ряд его преимуществ:

  • занимает меньше места,
  • бесшумный,
  • более надежный (не «изнашивается» из-за чтения данных),
  • быстрее записывает и считывает данные.

Скорость чтения у них варьируется от 270 до 500 МБ/c, что в разы выше, чем у HDD. Так, время полной загрузки Windows 7 у HDD составляет в среднем 49 секунд, а у SSD — 19 секунд.

Интерфейсы подключения дисков: SATA и NVMe

Интерфейс — это набор способов подключения к материнской плате, методов и правил взаимодействия диска с остальными частями ПК. Сюда входят и виды физических разъемов, и протоколы передачи данных, и способы передачи данных.

Параллельный интерфейс подключения IDE

Наглядный пример интерфейса применительно к HDD-дискам — это IDE (Integrated Drive Electronics), или ATA (Advanced Technology Attachment). Условно это простой способ подключения жесткого диска к материнской плате через шлейф из 40 или 80 жил.

Так выглядят порты для IDE на HDD.

На фото хорошо просматривается разъем под IDE.

Мы упоминали, что в интерфейс входят и методы передачи данных. Для IDE таких методов несколько. Например, PIO (Programmed input/output), когда данные передаются между устройствами через процессор, или DMA (Direct Memory Access), когда процессор для передачи данных не используется.

Информация через интерфейс IDE передаются параллельно, когда каждый бит данных идет по своей сигнальной линии — по физическому каналу. Поэтому для интерфейса подключение идет через 40- или 80-жильный шлейф. Передача данных идет порциями, равными количеству каналов.

Из минусов решения: параллельные каналы влияют друг на друга, что приводит к искажению сообщений. Эта проблема решена в интерфейсе SATA, ставшим развитием параллельного IDE.

Последовательный интерфейс обмена данными SATA

SATA, или Serial ATA (SATA), — это последовательный способ передачи битов информации. При нем биты идут друг за другом, по одному биту за раз.

На материнской плате могут располагаться несколько SATA-разъемов. Это позволяет подключать несколько жестких дисков, которые будут работать одновременно, что было невозможно в IDE.

Так выглядят SATA-разъемы.

Через SATA-интерфейс данные передаются быстрее, чем через IDE. В SATA меньше контактов и микросхем, и они меньше перегреваются.

Интерфейс SATA-подключения получил большее распространение в SSD-дисках. Изначально интерфейс разрабатывался для HDD-дисков, головка которых может получить доступ только к одной ячейке одной пластины (блина) диска. Поэтому в SATA-устройствах только один канал и невысокая скорость передачи данных. Такую скорость чтения предлагают разные спецификации SATA:

  • 1 — 150 МБ/с;
  • SATA 2 — 300 МБ/с;
  • SATA 3 – 600 МБ/с.

Это теоретически максимальная скорость, и она в разы меньше скоростей стандарта NVMe, о котором мы поговорим дальше.

NVMe

NVMe, или Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification, — это спецификация на протоколы доступа к накопителям. Позволяет твердотельным накопителям считывать и передавать данные через слот PCIe, о котором мы расскажем ниже.

NVMe может обеспечить скорость записи до 3,2 ГБ/с, что в 6 раз больше, чем у SATA 3. Такие показатели достигаются благодаря нескольким особенностям:

  • Слот PCIe расположен прямо на материнской плате — нет «посредников» в виде кабелей.
  • Для выполнения команды NVMe обращается к оперативной памяти всего один раз, когда SATA — два.
  • Есть параллельность потоков.
  • Есть механизмы работы с очередями и обработкой прерываний — команды с высоким приоритетом будут обрабатываться быстрее.

Протоколы передачи данных PCIe и AHCI

Теперь расскажем про режимы передачи данных на основе рассмотренных интерфейсов. Здесь наибольший интерес представляют PCIe и AHCI.

PCIe

Peripheral Component Interconnect Express, или PCIe, — это последовательная шина ввода-вывода. Физически это соединение, «переходник», в виде слота или разъема для подключения устройств напрямую к материнской плате.

Верхний разъем — PCIe x4, в центре — PCIe x16, внизу — PCIe x1.

У PCIe есть прямой канал «общения» с процессором и оперативной памятью, а также независимые друг от друга каналы приема и передачи данных, или линии.

Линия — это некое соединение между устройствами в виде четырех проводов: два для передачи, два для приема данных. Они передают данные как на двухполосном шоссе: в одну и другую сторону одновременно. Это называется дуплексным режимом. Два сигнальных провода с противоположной полярностью позволяет бороться с помехами.

Линии PCIE.

Скорость передачи данных через PCIe зависит от версии и количества линий. Например, теоретическая скорость PCIe 3.0 — 986 МБ/с с одной линией, а с двумя — 1970 МБ/с.

Примечание. PCIe-шина рассчитана на подключение периферийных устройств — не только жестких дисков, но также GPU или сетевых карт.

PCI Express — это способ соединения с материнской платой и передачи данных. Именно его использует протокол/интерфейс NVMe.

AHCI

Несмотря на название, AHCI (Advanced Host Controller Interface) — это не интерфейс в прямом смысле. Это скорее механизм или режим, который улучшает стандарт SATA.

Например, в AHCI есть горячая замена дисков без отключения сервера и алгоритм аппаратной установки очередности команд NCQ, которая достигается за счет оптимизации движения считывающей головки. Так как для SSD-дисков проблемы с той же головкой не возникает, принято считать, что режим AHCI скорее подходит для HDD-дисков.

Различие SATA в режиме AHCI и NVMe

Протокол NVMe разработан специально под SSD, чтобы раскрыть потенциал твердотельных накопителей. Дело в том, что их потенциальная скорость с SATA-подключением ограничена протоколом SATA 3, а именно — 600 МБ/с на чтение. Физически накопители способны работать в десятки раз быстрее. Для обхода ограничения есть NVME, с ним скорость SSD достигает 3,2 ГБ/с.

SATA в режиме AHCI разработан для HDD-дисков. Режим ускоряет запуск файлов, показатель IOPS и повышает производительность примерно на 20%. Можно работать в AHCI-режиме и с SSD-дисками, но большого прироста в скорости не будет.

Типы твердотельных накопителей

Теперь, когда мы рассказали об SSD, интерфейсах и режимах подключений, можно разобраться с типами SSD-дисков. Они различаются по следующим критериям:

  • размер и форма;
  • способ передачи данных — SATA или NVMe;
  • интерфейсы, о которых мы уже писали.

SSD 2,5 дюйма SATA

Это SSD-диск, установленный в пластиковый корпус, с разъемами для SATA-подключения через SATA-кабель. На картинке видно, что плата с чипами установлена в пластиковый корпус, в котором много пустого пространства.

SSD-диск в пластиковом корпусе.

Это сделано не просто так: такой формат позволяет ставить SSD 2,5” вместо HDD 2,5” в то же посадочное место. К тому же «лишнее» пространство защищает плату от повреждений и позволяет пассивно охлаждать устройство.

В этом же форм-факторе 2,5 дюйма встречаются SSD-диски не только с интерфейсом SATA. Например, WD Gold WDS384T1D0D 3.8ТБ, 2.5 дюйма, работает по интерфейсу PCIе x4.

SSD-диск Western Digital.

Это накопитель для корпоративных систем, поскольку интерфейс PCIe обеспечивает быстрый доступ к данным. Форм-фактор SSD 2,5″, но с разъемом не на SATA, а U.2, который подключается к PCIe и использует 4 линии.

Подключение происходит также через кабель — например, такой.

SSD M.2

M.2 — это форм-фактор SSD. Это тот же SSD, но без пластикового корпуса: просто плата, на которой расположены чипы, контроллер, буферная память.

У них есть несколько размеров: 2230, 2242, 2260, 2280, 22110. Первые две цифры — ширина в миллиметрах, остальные — длина. Ширина всех плат — 22 миллиметра, а длина варьируется от 30 миллиметров до 110 миллиметров.

Накопители SSD M.2 подключаются в специальные слоты, без кабелей питания или шлейфов. Питаются от материнской платы.

Пример SSD M.2.

Взаимодействие с материнской платой и процессором идет через разные шины и стандарты: SATA, PCIe и NVMе. Через один и тот же М.2-слот диск может передавать данные по-разному: по старой и медленной шине SATA или более современной PCIе.

Поэтому, когда речь идет об M.2, подразумевают просто форм-фактор. Как он будет подключаться и насколько быстро работать, зависит от ключа M.2 — M.2 SATA или M.2 NVMe.

Примечание. M.2 — это не всегда про SSD. Это лишь форма, в которой могут существовать и другие модули — например, Wi-Fi, Bluetooth, NFC, иные технологии.

M.2 SATA

M.2 SATA — это тот же SSD 2,5 дюйма, но в форм-факторе М.2. Он подключается через SATA.

Пример диска M.2 SATA.

Почти всегда у них два «разреза» на плате — ключи M и B. Отличить их довольно просто: «разрез» ключа В справа, а у М — слева (если смотреть на плату сверху).

Скорость M.2 SATA ограничена скоростью самой последней версии SATA 3 – 600 МБ/с.

M.2 NVMe, или М.2 PCIе NVME

Это тот же SSD-диск M.2, но с интерфейсом подключения NVMe, который передает данные через шину PCI Express.

Пример диска NVMe M.2.

Как видно на картинке, у такой платы один ключ — М. Поэтому М.2 SATA SSD можно подключить к любому разъему М.2, а вот совместимость M.2 NVMe не такая высокая. Версии с ключом B уже практически не встречаются.

Такие диски могут развивать большие скорости на чтение, потому что нет помехи в виде пропускной способности SATA-шины. Отклик при доступе к устройствам M.2 NVMe тоже гораздо выше. Например, скорость диска Samsung 970 EVO Plus MZ-V7S250BW 250ГБ, M.2 2280, PCI-E x4, NVMe (на картинке выше) на чтение – 3500 МБ/с, а на запись — 2300 МБ/с.

При этом SSD-накопитель Kingston 120GB A400 (SA400M8/120G) в том же форм-факторе, который работает по SATA 3, имеет меньшие характеристики IOPS — 500/320.

Тот самый SSD от Kingston.

Сравнение M.2 SATA и M.2 NVMe

Нюанс в том, что эти скорости теоретические. На практике большинство операций происходит с маленькими файлами, поэтому важна не последовательная скорость чтения файлов, а скорость работы со случайными блоками. У NVMe здесь небольшое преимущество перед SATA. Скорость загрузки ОС и программ с NVMe ненамного выше, чем у SATA. NVMе-накопители – хороший выбор при работе с крупными файлами, например, с видео.

У M.2 SATA тоже есть достоинства — они не греются, а значит, не требуют дополнительных радиаторов для охлаждения. Хотя сам слот M.2 SATA обычно стоит рядом с видеокартой.

При этом для M.2 NVME ситуация противоположная: потребление электричества NVME-устройства превышает SATA в несколько раз и они сильно греются. Как следствие, контроллер может перегреться и показатели накопителя ухудшатся. В качестве решения можно купить NVMe-устройства с комплектным радиатором или установить алюминиевую планку для пассивного охлаждения.

Можно сравнивать накопители M.2 NVMe и M.2 SATA, но не M.2 и NVMe. NVMe — это стандарт передачи данных, а M.2 – это форм-фактор SSD, где есть поддержка NVMe. Это логически и физически разные вещи.

При выборе SSD-диска нужно ориентироваться на выбранную материнскую плату, требования к скорости чтения/записи и финансовые возможности.

Снижаем цены на выделенные серверы в реальном времени

Арендуйте готовые конфигурации или предложите свой вариант.

Резюме

  • Твердотельный накопитель SATA — это SSD-накопитель с интерфейсом SATA, разработанным под HDD-диски.
  • M.2 SSD— один из видов твердотельных накопителей. Они могут подключаться, как через SATA, так и через более быструю шину PCIе.
  • NVMe — быстрый протокол передачи данных через шину PCIе. Протокол разработан под SSD-накопители.

Если объединить эти понятия, то получится, что NVMe — это не устройство, а спецификация протокола передачи данных через интерфейс PCIe с накопителя SSD M.2. Поэтому, например, словосочетание «накопитель NVMe» некорректно.

Максимальная скорость и производительность у накопителей M.2 PCIе. Но не все материнские платы и компании их поддерживают — дорогие. Не у всех плат есть слоты М.2, а если есть, чаще встречаются М.2 SATA.

M.2 SATA и SATA SSD 2,5 имеют практически одинаковые характеристики из-за общего протокола. Поэтому, если нужна компактность (например, у вас ноутбук), лучше выбрать М.2 SATA или увеличить количество M.2 NVMe-портов переходниками. Но если это стационарный компьютер, то разницы с SSD 2,5’’ нет, как по скорости, так и цене. При этом оперативно менять диски удобнее через кабель.

Зачем нужен разъем M.2

К слоту M.2 можно подключать множество устройств от адаптеров Wi-Fi и Bluetooth-модулей до скоростных SSD-дисков.

Многие современные материнские платы, а также ноутбуки оснащаются слотом формата M.2. Если вы не следите за новыми технологиями, то это может быть для вас в новинку. На самом деле все довольно просто — слот нужен для подключения SSD-дисков, адаптеров Wi-Fi, Bluetooth-модулей и других подобных устройств. Однако есть нюансы, о которых следует знать.

Фото: Depositphotos

Скорее всего, вы столкнетесь со слотом M.2, предназначенным для подключения SSD. На материнской плате или ноутбуке должно быть указано, для чего именно используется доступный слот. Если там напрямую не гарантируется поддержка модулей Wi-Fi или Bluetooth, а тип разъема указан как Socket 3, то подключать можно только SSD. Впрочем, на плате может быть и несколько слотов разного типа.

Фото: Depositphotos

Определившись со слотом, стоит отдельно уяснить некоторые моменты с накопителями, так как SSD-диски формата M.2 представлены в разных вариантах. С одной стороны хорошо, что есть такое разнообразие, однако и запутаться тоже проще простого. Тем не менее, если разобраться в основных характеристиках, ориентироваться будет заметно проще.

Во-первых, накопители M.2 выполнены в нескольких форм-факторах или, проще говоря, размерах. Можно встретить такие: 2280, 2260, 2242. Первая пара цифр говорит о ширине платы, вторая пара о ее длине. Как можно заметить, ширина одинаковая, а вот длина меняется значительно. Понятно, что длинные платы можно использовать, например, в полноценных материнских платах формата ATX, а короткие в ноутбуках и других компактных системах.

Накопитель в ноутбуке. Фото: Depositphotos

Здесь нужно ориентироваться исключительно на характеристики устройства, куда требуется установить накопитель. Поддерживаемые форм-факторы всегда указаны на сайте производителя или в инструкции. Зачастую возможна установка нескольких форм-факторов.

Накопитель на материнской плате. Фото: Depositphotos

Во-вторых, несмотря на то, что накопитель устанавливают в один слот, работать он может через разные интерфейсы: SATA или PCI-Express. Некоторые материнские платы поддерживают только один тип интерфейса, поэтому нужно внимательно проверять это перед покупкой. Накопители, подключаемые через PCI-Express, обозначены как MVMe, они работают на большей скорости и поэтому предпочтительны к покупке. Если же вы покупаете SSD, работающий через SATA, то никакого преимущества относительно обычного 2.5 SSD не получите. Разве что накопитель не будет занимать много места внутри корпуса, к нему не нужно тянуть провода или докупать салазки. Кроме того, в некоторых ноутбуках это единственная возможность расширить память.

Обратите внимание, что в случае использования накопителя M.2, могут отключаться некоторые порты SATA или PCI-Express на материнской плате. Например, работать будут только 4 из 6 портов. Учитывайте это, подробности всегда указаны в инструкции к материнской плате.

Заранее уточните, может ли ваша системная плата загружать операционную систему с накопителя M.2. Фото: Depositphotos

В-третьих, нужно обратить внимание на так называемый ключ разъема. Это физические ограничители, которые предотвращают неправильную установку оборудования. Используются не только для M.2, но и во многих других интерфейсах. У слотов M.2 для SSD они бывают двух типов: M и B. Первый встречается на накопителях NVMe, а B на SATA.

Накопители с одним и двумя ключами. Фото: Depositphotos

Существуют также накопители с обоими вариантами M и B, их легко опознать по наличию сразу двух ключей на коннекторе. Чаще всего это обычные SSD с SATA, но встречаются и NVMe. В последнем случае обратите внимание на количество используемых линий PCI-Express — на таких накопителях с универсальным ключом их обычно меньше и они медленнее. Лучше обратить внимание на модели, где используется четыре линии, если, конечно, ваше оборудование поддерживает такие устройства.

Это тоже интересно:

  • Для чего нужен разъем LAN в телевизоре
  • Для чего нужен разъем IDE
  • Какие товары начали «сливать» на AliExpress со скидками (список)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *