m2 nvme接口定义(m2接口sata和nvme区别)

m2 nvme接口定义(m2接口sata和nvme区别)在Intel 9系芯片组发布时,一部分小伙伴还在吐槽这一代芯片组没有大的诚意,最大的更新就是SATA-E接口和M.2插槽。就当时的情况来讲,SATA-E接口还没有太多实际的产品,但是M.2接口的相对就丰富不少,实用价值也更大。如今很多笔记本或主板都配备了M.2接口,那么M.2接口更多具体的技术和规格细节大家都清楚吗?

今天攻城狮就和大家具体讲讲!

M.2插槽&M.2 SSD

首先明确一点,M.2 固态硬盘其实就是NGFF接口固态硬盘,最早由苹果使用的,它是一个高速磁盘接口。

M.2规范是Intel提倡的微型连接器和模组方案,在2011年末到2012年初提出并推广,其本意是与英特尔力推的“超极本”概念结合,促进笔记本的的轻薄化与小型化。当然它的出现,目的是替代2009年提出的mSATA接口,至于mSATA曾经也算风靡一时,在这里也不多说了。

按照插槽型号来划分,现在在常见的NGFF插槽有两种,分别是B模式和M模式。如下图,NGFF插槽上有一个防呆口,B和M的防呆口是反的,两者不能混用,所以如果反装SSD就装不进去。

现在桌面PC上的NGFF插槽主要是M模式的,笔记本上则B模式比较常见。下图中绿色PCB的就是M6E扩展卡上的M模式插槽,蓝色PCB的就是笔记本里面的B模式插槽。

从尺寸上来讲二者区别很明显。以SSD这种大容量存储设备而言,mSATA SSD单面排布NAND Flash颗粒时,其厚度可以高达4.85mm;而M.2 SSD单面排布仅有2.75mm,双面排布也只有3.85mm。另外,以宽度而言,mSATA SSD模组的宽度为30mm,M.2 SSD模组则仅为22mm,更加省空间。

mSATA SSD(左)与M.2 Type 2242 SSD的对比图

另外,M.2接口模组的用途也冲破了存储设备的限制,应用场景极广。除SSD之外,Wi-Fi、蓝牙、NFC等方面也有它的用武之地,比如M.2接口的千兆无线网卡。M.2覆盖的协议也不仅仅限于SATA,USB、PCIe、DP,甚至UART、I2C等也是毫无压力的。

尺寸及Key位

M.2模组的尺寸目前有11种,用Type xxyy的方式表示,xx表示宽度,yy表示长度,单位为毫米。例如上面提到的Type 2242,表示其宽度22mm,长度42mm。Type 3030则表示其宽度30nm,长度30nm。目前M.2 SSD常见的Type有三种,就是2242、2260、2280。

M.2连接器用PIN的缺口位置来表示Key,这个概念用于标明该模组提供支持的接口/协议。目前的规范中有定义的是A、B、E、F、M五种key位,这其中又以B和M两种key位较为常见,下面是示意图。

B Key的模组,其PIN缺口位于第12~19号位,提供对PCIe x2、SATA、USB 3.0、I2C、HSIC等的支持。

M Key的模组,其PIN缺口位于59~66号位,提供对PCIe x4、SATA和SMBus的支持。

M.2 SSD几乎大都是“B&M” Key的,也就是有两个缺口。其中,支持SATA或PCIe x2的配置叫做“Socket 2”配置,支持PCIe x4的配置叫做“Socket 3”配置。

关于类型

M.2 SSD的型号较为复杂,大家日常看到和M.2 SSD一起说的概念还有SATA、PCIe和NVMe,他们和M.2 SSD什么关系呢?来给大家做一个简要的梳理。 

首先请牢记,SATA和PCIe都是接口/总线规范。

对存储理论稍有了解的人都知道,SATA仍然是目前最流行的存储介质规范。以SATA 3.0版本计,其总线的带宽为6Gbps(也就是理论最大传输率750MB/s),但没有可能达到这个理论值。对于普通SATA 3.0 SSD而言,读写速度达到500MB/s以上,就可以视为十分优秀了。

而PCIe(PCI Express)规范要强悍的多,提供的带宽远远比SATA为大。比较常见的PCIe 2.0 x16(一般用于显卡接口)的带宽高达64Gbps,也就是说,1条PCI-e 2.0通道带宽就有4Gbps,而1条PCI-e 3.0通道的带宽更是翻了倍。将PCIe技术应用于SSD,可以大大提升性能。以PCIe SSD中的入门型号浦科特M6e来测定,读写速度都可以轻松达到700MB/s以上。当然,这个速度也不可能达到理论值。

那么,既然支持SATA通道的和支持PCIe通道的M.2 SSD外观几乎相同,那么到底是什么决定了走哪一条路?答案是SSD的主控芯片与主板上的接口。

来举个例子,浦科特M6G和M6E,前者采用的是Marvell 9188主控,支持SATA;而后者采用的是Marvell 9183主控,支持PCIe。另外,主板上的M.2接口可以被OEM厂商设计为仅支持SATA、仅支持PCIe和混合三种模式,目前对于笔记本而言,大多数还都是仅支持SATA的,其余的要么是混合支持,要么是仅支持PCIe。需要说明,仅支持PCIe的多为高端型号。

然后请牢记,AHCI和NVMe都是逻辑接口规范。通俗来讲,就是AHCI/NVMe比起SATA/PCIe来,更像是“协议”。

AHCI规范诞生于2004年,是SATA的黄金搭档。AHCI规定的指令和协议大多是对延迟比较高的磁性存储介质(如机械硬盘)作优化的,起到过十分重要的作用。

但是SSD普及之后,很长时间内仍然沿用 SATA AHCI的老路,AHCI对SSD这种低延迟的闪存介质没有任何作用,SATA的带宽限制又进一步制约了SSD的性能发挥,NVMe就是为了破除这种桎梏而应运而生的。

NVMe的全称叫做Non-Volatile Memory Express,大致翻译为“非易失性存储快速方案”, 仍然是由存储业界巨头如三星、Intel等制订并推动的。它与PCIe规范充分结合,专门针对SSD进行优化。

其与AHCI相比,读写延迟大大降低,对多队列的支持十分完善,队列深度也加深了。总而言之,PCIe NVMe让SSD的效能迎来了井喷式的增长。咱们以比较火的M.2 SSD三星SM951为例,其512GB版本的连续读写速度均达到了1.6GB/s,想对SATA3的速度来讲确实非常非常快。虽然目前支持NVMe的SSD型号还较少,但攻城狮编觉得这基本上应该也是未来的大趋势了吧。

安装注意事项

在给自己的机器加装M.2 SSD之前,首先你得确定至少也得是英特尔9系以上的主板;先确定机器本身有空余的M.2插槽,并且搞清该插槽的规格。

电商渠道销售的M.2 SSD都会标明长度,因此大家购买时需要看仔细了

一般来讲,笔记本中的M.2插槽提供三种不同的固定螺丝孔位,也就是说2242、 2260、2280三种规格的SSD都可以添加。不过,2242规格的M.2 SSD受PCB板面积所限,最大容量仅有256GB,2260规格的又相对较少,因此首选加装2280规格的M.2 SSD。

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