Como as computadoras, especialmente as portátiles, continúan a ser máis pequenas, tamén son necesarios compoñentes como unidades de almacenamento para obter correspondentemente menores. Coa introdución de unidades de estado sólido , converteuse nun pouco máis doado colocalos en deseños cada vez máis finos como Ultrabooks pero o problema seguía empregando a interface SATA estándar da industria. Finalmente, a interface mSATA foi deseñada para crear unha tarxeta de perfil fina que aínda podería interactuar coa interface SATA. O problema agora é que os estándares SATA 3.0 están limitando o desempeño dos discos SSD. Para corrixir estes problemas, necesitábase desenvolver unha nova forma de interface de tarxeta compacta. Originalmente chamado NGFF (Next Generation Form Factor), a nova interfaz finalmente foi estandarizada na nova interface M.2 da unidade baixo as especificacións da versión 3.2 de SATA.
Velocidades máis rápidas
Aínda que o tamaño é, por suposto, un factor no desenvolvemento da nova interface, a velocidade das unidades é tan crítica. As especificacións SATA 3.0 restrinxiron o ancho de banda do mundo real dun SSD na interface de disco a uns 600MB / s, algo que moitas unidades chegaron agora. As especificacións SATA 3.2 introduciron un novo enfoque mixto para a interface M.2 do mesmo xeito que o fixo con SATA Express . En esencia, unha nova tarxeta M.2 pode usar as especificacións SATA 3.0 existentes e restrinxirse aos 600MB / s ou podería usar PCI-Express que forneza un ancho de banda de 1GB / s baixo o actual PCI-Express 3.0 normas. Agora que a velocidade de 1GB / s é para un único carril PCI-Express. É posible usar varias carriles e baixo a especificación SSD M.2, pódense usar ata catro carrís. O uso de dous carrís proporcionaría 2.0 GB / s mentres catro carrís poden proporcionar ata 4,0 GB / s. Coa eventual liberación de PCI-Express 4.0, estas velocidades dobrarían.
Agora non todos os sistemas van lograr estas velocidades. A unidade M.2 e a interface na computadora deben configurarse no mesmo modo. A interface M.2 está deseñada para usar o modo SATA herdado ou os modos PCI-Express máis novos, pero a unidade escoller cal usa. Por exemplo, unha unidade M.2 deseñada con modo legado SATA estará restrinxida a esa velocidade de 600MB / s. Agora, a unidade M.2 pode ser compatible con PCI-Express ata 4 carrís (x4), pero a computadora só usa dous carrís (x2). Isto produciría velocidades máximas de só 2,0 GB / s. Para obter a maior velocidade posible, terá que comprobar tanto o soporte do dispositivo como o da tarxeta nai.
Tamaños menores e maiores
Un dos obxectivos do deseño da unidade M.2 era reducir o tamaño global do dispositivo de almacenamento. Isto faise dun xeito diferente. En primeiro lugar, fixeron que as tarxetas sexan máis estreitas que o anterior factor de forma mSATA . As tarxetas M.2 son só 22 mm de ancho en comparación cos 30 mm de mSATA. As cartas tamén se poden cortar a só 30 mm de lonxitude en comparación cos 50 mm de mSATA. A diferenza é que as tarxetas M.2 tamén soportan longas lonxitudes de ata 110 mm o que significa que pode ser máis grande o que proporciona máis espazo para chips e, polo tanto, máis capacidades.
Ademais da lonxitude e ancho das tarxetas, tamén existe a opción para placas M.2 ou cara a cara. Por que os dous espesores diferentes? Bo, os taboleiros monocatenarios proporcionan un perfil moi delgado e son útiles para ordenadores portátiles ultrafino. Por outra banda, un taboleiro de dobre cara permite coñecer o dobre de chip nunha tarxeta M.2 para maior capacidade de almacenamento, útil para aplicacións de escritorio compacto onde o espazo non é tan crítico. O problema é que debes ter en conta que tipo de conector M.2 está no ordenador ademais de espazo para a lonxitude da tarxeta. A maioría dos ordenadores portátiles só usarán un conector de unilateral, o que significa que non poden usar tarxetas M.2 de dobre cara.
Modos de comando
Durante máis dunha década, SATA fixo almacenamento para conectar e reproducir computadoras. Isto é grazas á interface moi sinxela de usar, pero tamén pola estrutura de comando AHCI (Advanced Host Controller Interface). Este é un xeito que a computadora pode comunicar instrucións cos dispositivos de almacenamento. Está integrado a todos os sistemas operativos modernos e, polo tanto, non se requiren controladores adicionais no sistema operativo cando engadimos novas unidades. Funcionou moi ben, pero foi desenvolvido na era dos discos duros que teñen unha capacidade limitada de procesar instrucións por mor da natureza física das cabezas e placas. Unha única cola de comando con 32 comandos era suficiente. O problema é que as unidades de estado sólido poden facer moito máis, pero están restrinxidas polos controladores AHCI.
Para axudar a eliminar este colapso de botella e mellorar o rendemento, a estrutura de comando NVMe (Non Volatile Memory Express) e os controladores foron desenvolvidos como un medio para eliminar este problema para unidades de estado sólido. En vez de empregar unha única cola de comandos, proporciona ata 65.536 colas de comando con máis de 65.536 comandos por cola. Isto permite un procesamento máis paralelo das solicitudes de lectura e escritura de almacenamento que axudarán a aumentar o rendemento a través da estrutura de comando AHCI.
Aínda que isto sexa xenial, hai un pouco de problema. AHCI está integrado a todos os sistemas operativos modernos, pero NVMe non o é. Para sacar o máximo proveito das unidades, os controladores deben estar instalados encima dos sistemas operativos existentes para usar este novo modo de comando. Ese é un problema para moitas persoas en sistemas operativos máis antigos. Afortunadamente, a especificación M.2 da unidade permite que se empregue calquera dos dous modos. Isto facilita a adopción da nova interfaz coas computadoras e tecnoloxías existentes empregando a estrutura de comando AHCI. Entón, como o soporte para a estrutura de comando NVMe mellora o software, as mesmas unidades poden ser empregadas con este novo modo de comando. Só ten que ter en conta que a modificación entre os dous modos requirirá que os discos sexan reformateados.
Consumo de enerxía mellorado
Os ordenadores móbiles teñen tempos de funcionamento limitados en función do tamaño das súas baterías e da potencia deseñada polos distintos compoñentes. As unidades de estado sólido proporcionaron algunhas reducións significativas no consumo de enerxía do compoñente de almacenamento de tal forma que melloraron a duración da batería pero hai marxe de mellora. Dado que a interface SSD M.2 forma parte das especificacións SATA 3.2, tamén inclúe algunhas outras características máis aló da interface. Isto inclúe unha nova función chamada DevSleep. Como máis e máis sistemas están deseñados para entrar nun modo de suspensión cando están pechados ou apagados en lugar de alimentar completamente a batería, hai unha recompilación constante da batería para que algúns datos estean activos para unha rápida recuperación cando os dispositivos sexan activados. DevSleep reduce a cantidade de enerxía utilizada por dispositivos como M.2 SSD creando un novo estado de menor potencia. Isto debería axudar a estender o tempo de execución para que os sistemas poidan durmir en lugar de apagar entre os usos.
Arranque de problemas
A interface M.2 é unha gran adición ao almacenamento de computadores e á capacidade de mellorar o rendemento das nosas computadoras. Hai un pequeno problema coa súa implementación inicial. Para obter o mellor rendemento da nova interface, a computadora debe usar o bus PCI-Express, se non, funciona do mesmo xeito que calquera outra unidade SATA 3.0 existente. Isto non parece ser un gran problema, pero realmente é un problema con moitas das primeiras placas nai que usan a función. As unidades SSD ofrecen a mellor experiencia cando se usan como root ou unidade de arranque. O problema é que o software de Windows existente ten un problema con moitas unidades de arranque desde o bus PCI-Express en vez de desde SATA. Isto significa que ter unha unidade M.2 usando PCI-Express mentres que a velocidade non será a unidade primaria onde estean instalados o sistema operativo ou os programas. O resultado é un disco de datos rápido, pero non o disco de arranque.
Non todas as computadoras e os sistemas operativos teñen este problema. Por exemplo, Apple desenvolveu o sistema operativo X para usar o bus PCI-Express para particións raíz. Isto débese a que Apple cambiou as unidades SSD a PCI-Express no 2013 MacBook Air antes de que as especificacións M.2 fosen finalizadas. Microsoft actualizou Windows 10 para soportar completamente as novas unidades PCI-Express e NVMe se o hardware tamén se pode executar. As versións máis antigas de Windows poden ser compatibles co hardware e instalar controladores externos.
Como usar M.2 pode eliminar outras características
Outra área de interese, especialmente coas placas nai de escritorio, corresponde a como a interface M.2 está conectada co resto do sistema. Verá que hai un número limitado de pistas PCI-Express entre o procesador eo resto da computadora. Para utilizar un slot para tarxetas M.2 compatibles con PCI-Express, o fabricante da tarxeta nai debe levar eses carrís PCI-Express alén dos outros compoñentes do sistema. Como é que as pistas PCI-Express están divididas entre os dispositivos nos taboleiros é unha gran preocupación. Por exemplo, algúns fabricantes comparten as pistas PCI-Express con portos SATA. Deste xeito, usar o slot de accionamento M.2 pode levar máis de catro slots SATA. Noutros casos. a M.2 pode compartir eses carrís con outros slots de expansión PCI-Express. Asegúrese de comprobar como o taboleiro está deseñado para asegurarse de que o uso do M.2 non interfire co uso potencial doutros discos duros SATA, unidades de DVD ou Blu-ray ou outras tarxetas de expansión.