что такое слот м2 на мат плате
Что нужно знать о форм-факторе M.2 у SSD-накопителей
Содержание
Содержание
Что нужно знать о форм-факторе M.2 у SSD-накопителей
Память SSD M.2, заменившая устаревшую mSATA, впервые была использована в мобильных платформах — лэп топах и нетбуках. Позже накопители стали устанавливать в настольные ноутбуки, ПК. Появилось 5 форм-факторов: 2230; 2242; 2260; 2280; 22110. Первые две цифры обозначают ширину, оставшиеся — длину в миллиметрах.
Самая мелкая карта SSD M.2 получила один чип памяти и размеры 22 миллиметра в ширину и 30 миллиметров в длину.
Связка ключей
Чтобы попасть в гнездо на материнской плате, планка M.2 должна иметь совместимый ключ. Могучий инженерский разум породил 12 типов ключей, но нас интересует только два из них:
ключ «B» — 6 контактов, поддержка SATA, PCI Express x2
ключ «M» — 5 контактов, поддержка SATA, PCI Express x4
Визуальные особенности: у ключа «B» зуб наточен справа, у ключа «M» — слева.
Технологии SATA и PCIe x2 — устарели. Разумеется, всем хочется поставить память M.2 c ключом «M», умеющую передавать данные по четырем дорожкам в два потока со скоростью 4 — 7,8 ГБ/с на чтение и запись.
Старые материнки такой ключ не поддерживают, поэтому была разработана универсальная «многозубая» планка, похожая на кремлевскую стену.
Универсальная планка получила две прорези в диапазоне 12–19 и 59–66 контактов, объединив поддержку всех типов интерфейсов, включая USB 3.0, через адаптер.
Не важно, какой ключ поддерживает материнка и, если у нее соответствующий интерфейс, память с ключом «B» и «M» будет работать на всех компьютерах.
SATA или PCI?
Теоретически предпочтителен PCI-интерфейс. Предел SATA — 6,0 Гбит/с, PCI Express x4 — 32 Гбайт/с. На практике, из-за повышенной «жирности» видеоадаптеров, даже одну PCI M.2 сложно установить. Кроме тесноты, возникает еще одна сложность: быстрый SSD — это маленький обогреватель.
Горячая проблема
Слот для M.2 SATA на материнской плате расположен близко к видеокарте. Если установлено сразу две высокотехнологичных «грелки», температура SSD под нагрузкой может подпрыгнуть до 110 ℃.
С одной видеокартой без нагрузки — 60–70 ℃.
Для маленьких корпусов — это серьезная проблема, начинается троттлинг скорости чтения и записи. Очевидное решение — поставить пассивную или активную систему охлаждения, но не все так просто.
Пассивное охлаждение
Алюминиевая планка устанавливается, если температура под нагрузкой SSD M.2 превышает 70–80 ℃. Может понадобиться тем, кто часто перезаписывает большие объемы данных или решил установить 2–3 видеокарты в маленький корпус без водного охлаждения.
Популярный формат: ширина 20–22 мм, толщина — 3,5–6 мм. Длину следует подбирать в соответствии с форм-фактором планки. Вес изделия около 16 грамм. В продаже полно готовых решений.
Некоторые пользователи пытаются приколхозить крепежные пластины из строительных магазинов, — лучше так не делать. В заводском варианте пластины защелкиваются специальным замком, радиатор контактирует с планкой через термопрокладку.
Проблема №1: отсутствие решений для памяти с двухсторонним размещением чипов. Тепло проходит через термопрокладку и отводится алюминиевой панелью только с одной стороны.
Проблема №2: тепло с пластины попадает внутрь корпуса и на видеокарту, необходимо много пустого пространства, что бы накопленные градусы успевали рассеиваться.
Проблема №3: температура действительно падает на 15–20 ℃, но охлаждение после пика нагрузки происходит значительно медленнее и на прямую зависит от внутрисистемных кулеров.
На некоторые планки M.2 производители устанавливают тепловые экраны для защиты от нагрева видеокартой. Такое решение в целом малоэффективно и подходит только пользователям, редко переписывающим данные.
Для М.2 SATA есть еще одно решение — адаптер. Используя длинный «хвостик», можно разместить память в самом холодном месте системного блока или вынести планку за его пределы. Но есть один минус: при передаче через USB скорость чтения и записи снижается на 10–15%.
Активное охлаждение и СЖО
Дополнительный вентилятор, работающий на выдув, способен решить проблему «поджаривания» памяти. Лучше всего его использовать в комплекте с пассивным охлаждением.
Проблема №1: для получения эффекта необходимо установить достаточно большой кулер размером 92–100 мм таким образом, чтобы теплому потоку воздуха не мешали покидать корпус провода и другие элементы внутреннего убранства.
В идеале следует установить СЖО рядом с планкой, тогда температура M.2 при нагрузке будет на уровне 40–50 градусов. Единственная проблема — грамотно разместить охлаждение в корпусе, особенно, если он маленький.
Что такое слот расширения M.2 и как его использовать
С уществует новый открытый формат, охватывающий мир высокопроизводительных ПК. Формат M.2 предназначен для производителей, чтобы установить различные устройства в крошечном пространстве и снизить потребление энергии. Но на самом деле для перехода на диск или аксессуар M.2 требуется немного предусмотрительности.
Откуда взялся формат M.2
Ранее известный как форм-фактор следующего поколения (NGFF), формат M.2 технически заменяет стандарт mSATA, который был популярен среди производителей сверхкомпактных ноутбуков и других небольших гаджетов. Это может показаться удивительным, поскольку большинство дисков M.2, продаваемых в розницу, предназначены для использования в полноразмерных настольных компьютерах, но M.2 эффективно заменил жесткие диски mSATA и твердотельные накопители в компактных ноутбуках, таких как Apple MacBook или Dell XPS 13. Они просто запечатаны внутри тела и не могут быть обновлены большинством пользователей.
Что он может делать
M.2 — это больше, чем просто эволюционный форм-фактор. Потенциально он может полностью заменить устаревший формат Serial ATA. M.2 — это слот, который может взаимодействовать с SATA 3.0 (кабель, который, возможно, сейчас подключен к накопителю вашего настольного ПК), PCI Express 3.0 (интерфейс по умолчанию для графических карт и других основных устройств расширения) и даже USB 3.0.
Это означает, что — возможно, — любое хранилище или дисковод, расширение графического процессора или порта, или гаджет с низким энергопотреблением, использующий соединение USB, все они могут быть одновременно установлены на карту, подключенную к гнезду M.2. В реальности все немного сложнее — например, один слот M.2 имеет только четыре линии PCI Express, что составляет четверть от общего количества, которое обычно требуется для видеокарт, но гибкость этого крошечного слота впечатляет.
При использовании шины PCI вместо шины SATA устройства M.2 могут передавать данные в любом месте от 50% до примерно 650% быстрее, чем стандартный SATA, в зависимости от возможностей материнской платы и самой карты M.2. Если у Вас есть возможность использовать твердотельный накопитель M.2 на материнской плате, поддерживающей PCI 3 поколения, он может быть значительно быстрее, чем обычный диск SATA.
Какие устройства используют слот M.2
На данный момент M.2 в основном используется в качестве интерфейса для сверхбыстрых твердотельных накопителей как на ноутбуках, так и на настольных ПК. Если Вы зайдете в магазин компьютерного оборудования и попросите диск M.2 — они почти наверняка покажут Вам SSD с разъемом M.2.
Некоторые модели ноутбуков также используют порт M.2 в качестве средства беспроводного соединения, устанавливая крошечные карты с низким энергопотреблением, которые объединяют радиомодули Wi-Fi и Bluetooth. Это менее распространено для настольных компьютеров, где предпочтение отдается простоте USB-ключа или карты PCIe 1x.
Наконец, некоторые компании начинают расширять использование слота в категориях, которые не подходят для хранения или расширения. Хотя никто еще не производил видеокарту M.2, Intel продает свою повышающую скорость кэш-память «Optane» в формате M.2.
Есть ли на моем компьютере слот M.2
Если Ваш компьютер был изготовлен или собран за последние несколько лет, он, вероятно, имеет слот M.2. К сожалению, гибкость формата означает, что на самом деле использовать его не так просто, как просто подключить карту.
Карты M.2 поставляются с двумя основными переменными совместимости: длина и ключ. Первое довольно очевидно — на Вашем компьютере должно быть достаточно физического пространства для поддержки длины карты, которую Вы хотите использовать. Вторая переменная — просто означает, что разъем карты должен соответствовать гнезду, в которое Вы будете его вставлять.
Длина М.2
Для настольных компьютеров длина обычно не является проблемой. Даже крошечная материнская плата Mini-ITX может вместить максимально длинную плату M.2, длина которой составляет 110 миллиметров. Некоторые карты имеют длину до 30 мм. Как правило, Вы хотите, чтобы плата соответствовала размеру, предназначенному для использования производителем Вашей материнской платы, поскольку углубление на конце печатной платы позволяет использовать небольшой винт, чтобы надежно удерживать ее на месте.
Все приводы M.2 используют одинаковую ширину, определяемую соединением. «Размер» выражается в следующем формате; проверьте совместимость с Вашим ноутбуком или материнской платой при выборе:
Некоторые материнские платы являются гибкими, предлагая монтажные отверстия для удерживающего винта через некоторые или все эти интервалы.
Ключ M.2
Хотя стандарт M.2 использует один и тот же слот шириной 22 миллиметра для всех карт, это не обязательно тот же самый слот. Так как M.2 разработан для использования с очень многими различными типами устройств, он имеет несколько похожих портов.
Карты M.2 с интерфейсом B Key могут устанавливаться только в хост-слот B Key, а также для M Key. Но карты с ключом B + M могут уместиться в слот хоста B или M, поскольку у них есть промежутки для обоих.
Проверьте спецификации Вашего ноутбука или материнской платы, чтобы узнать, какая из них поддерживается. Мы рекомендуем просматривать документацию вместо того, чтобы смотреть глазами на слот, поскольку два ключевых стандарта можно легко спутать.
Что нужно для установки карты M.2
Немного. Большинство карт M.2 являются твердотельными накопителями и автоматически распознаются Вашей операционной системой на основе драйверов AHCI. В Windows 10 большинство карт Wi-Fi и Bluetooth также распознаются автоматически, общие драйверы активируются немедленно, а определенные драйверы загружаются позже. Однако Вам может потребоваться включить слот M.2 с помощью настроек в BIOS или UEFI Вашего компьютера. Вам также понадобится отвертка, чтобы вставить крепежный винт.
Могу ли я добавить карту M.2, если на моем компьютере нет слота?
Для ноутбуков ответ — нет, дизайн современных ноутбуков настолько компактен, что нет места для какого-либо незапланированного расширения. Если Вы используете ПК, Вам повезло. В продаже имеется множество адаптеров, которые уже используют слот PCIe x4 на материнской плате. Однако, если Ваша материнская плата не может загружаться с PCIe, Вы не сможете установить этот диск M.2 в качестве загрузочного, а это означает, что Вы не выиграете от большой скорости. Так что имейте это в виду — если Вам нужны все преимущества диска M.2, Вам, вероятно, понадобится материнская плата, которая его поддерживает.
Важные характеристики сверхбыстрого интерфейса M.2
Разъем M.2 были представлены миру несколько лет назад, как стандарт, позволяющий использовать все преимущества SSD, что позволяет их устанавливать в компьютерах небольших размеров.
Крутой диск на любом компьютере
Еще несколько лет назад на каждом рабочем столе можно было найти жесткий диск HDD, шлейфы, шнуры и перемычки – предметы, известные каждому, кто самостоятельно дорабатывал или чинил компьютер.
Жесткие диски того времени использовали разъем и интерфейс ATA, который предлагал пропускную способность 133 МБ/сек. Несколько лет спустя дебютировал интерфейс SATA, который навсегда изменил мир носителей памяти.
SATA пережил три поколения, последний из которых используется и сегодня. Первый, то есть SATA 1, обеспечивает пропускную способность на уровне МБ/сек, SATA 2 позволяет достигать 300 МБ/сек, а SATA 3 – 600 МБ/сек.
Новые решения в хранении данных
Начало XXI века – это время наибольшей популярности HDD – их цены были низкими, так что каждый мог позволить себе на несколько десятков гигабайт памяти, а спустя несколько лет – несколько терабайт.
В то же время начали выпускать твердотельные диски, которые использовались в мобильных устройствах, картах памяти, переносных USB-накопителях, а также в компьютерах, как диски SSD (solid-state drive).
Преимущество SSD в несравненно большей скорости записи и чтения данных, а также в отсутствии механических элементов, что повышает устойчивость к ударам и падения.
SSD-накопители могут иметь небольшие размеры, но из-за популярности интерфейса SATA их стали производить в формате 2,5-дюймовых дисков, подобных HDD.
Обратная совместимость имеет свои недостатки
Интерфейс SATA был создан намного раньше, чем SSD-накопители, поэтому даже последняя версия не в состоянии использовать всех возможностей. В первую очередь, это связано с ограничением 600 МБ/сек, то есть максимальной пропускной способностью интерфейса SATA 3. Это большая проблема, потому что производительность SSD может быть гораздо больше.
Проблему большого размера носителей пытались исправить, вводя стандарт mSATA, который является разъемом непосредственно на материнской плате компьютера. Решение позволило устанавливать SSD в нетбуках и ультрабуках, экономя место и сокращая их вес.
К сожалению, стандарт mSATA основывался на интерфейсе SATA 3, а значит также ограничен пропускной способностью в 600 МБ/сек.
Разъем M.2 – будущее твердотельных носителей
Стандарт M.2 дебютировал как Next Generation Form Factor, то есть как «разъем нового поколения». В 2013 году официально переименован в M.2.
Развитием обязан, прежде всего, компании Intel, которая впервые использовала его в материнских платах с чипсетами H97 и Z97 для последнего поколения процессоров intel Core (Haswell Refresh).
M.2 – это разъем для платы расширения, устанавливаемой непосредственно на материнской плате. Разрабатывался с мыслью о твердотельных накопителях, картах Wi-Fi, Bluetooth, NFC и GPS.
В зависимости от функции, на рынке представлено несколько вариантов карт M.2: 2230, 2242, 2260, 2280 и 22110. Первые две цифры – это ширина (в любом варианте – 22 мм), а остальные цифры – это длина (30 мм, 42 мм, 80 мм или 110 мм). В случае современных SSD, чаще всего применяется вариант 2280.
Стандарт M.2 для связи с материнской платой использует интерфейс PCIe (в настоящее время разрабатывается версия PCIe 3.0), который позволяет обойти ограничения интерфейса SATA 3. В зависимости от количества поддерживаемых линий PCI Express, пропускная способность дисков M.2 для PCIe 3.0 x1 может достигать 1 Гбит/с, а для PCIe 3.0 x16 до 15 Гбит/с.
Разъем M.2 может поддерживать протокол PCI Express, PCIe и SATA. Если диск M.2 PCIe подключен к материнской плате, которая поддерживает только стандарт SATA, то он не будет виден в системе и не будет возможности его использования. Такая же ситуация будет иметь место, когда диск M.2 SATA мы подключим к компьютеру, поддерживающему только интерфейс PCIe.
Разъем носителя M.2 может иметь разное расположение. На рынке доступны карты с ключом B, M, B+M. Покупая SSD-диск, следует предварительно убедиться в том, какие разъемы поддерживает ваша материнская плата в компьютере.
Диски с ключом B не подойдет к гнезду, с ключом M и наоборот. Решением этой проблемы является ключ B+M. Материнская плата с таким сокетом обеспечивает совместимость с дисками обоих типов. Следует, однако, иметь в виду, что это не единственный фактор, свидетельствующий о соответствии.
Технология NVMe – новый стандарт
Старые жесткие диски HDD и SSD для связи контроллера с операционной системой используют протокол AHCI. Так же, как интерфейс SATA, он был создан ещё во времена жестких дисков (HDD) и не в состоянии использовать максимум возможностей современных SSD.
Именно поэтому был создан протокол NVMe. Это технология, созданная с нуля, разрабатывалась с мыслью о быстрых полупроводниковых носителях будущего. Характеризуется малыми задержками и позволяет выполнять большее количество операций в секунду при меньшем использовании CPU.
Для того, чтобы воспользоваться носителем с поддержкой NVMe, необходима поддержка материнской платой стандарта UEFI.
Какой диск M.2 выбрать
При покупке диска M.2 следует обратить внимание на:
Некоторые твердотельные носители, кроме того, оборудованы радиатором, который снижает температуру, увеличивая, тем самым, производительность и стабильность.
Особенности работы и подводные камни нескольких M.2-слотов на материнских платах AM4 и LGA1151
Содержание
Содержание
Текущая тенденция оснащения материнских плат несколькими слотами M.2, несомненно радует. Ведь при всех своих преимуществах и планомерном снижении цены на такие SSD, какой в этом прок, если вы не можете подключить более одного устройства?
Но в большинстве своем рядовой пользователь даже не подозревает о том, что такая компоновка несет и свои положительные особенности и ограничения. Рассмотрим, какие подводные камни уготованы обладателям таких материнских плат.
Но для этого сначала рассмотрим, как реализована дисковая подсистема у Intel и AMD, в чем сходства и различия подходов и реализации у противоборствующих лагерей. Зная это, можно понять — почему существуют различные нюансы у той или иной материнской платы.
Реализация на Intel Socket LGA1151v2
Сначала разберем десктопные платы для процессоров Intel, в лице моделей «трехсотой» серии. Впрочем, в данный момент, для PCH 400 серии сказанное будет также справедливо.
Поддержка нескольких M.2-разъемов начинается с чипсетов B360 и выше. Посмотрим на блок-схему чипсета Z390.
Как видно на схеме, чипсет поддерживает до 24-х линий PCIe (3.0), которые могут разводиться как на слоты PCIe x1/x4, так и на M.2. Процессоры 8/9 серии (да и 10 тоже) имеют лишь 16 линий PCIe, используемые для подключения видеоадаптера. Да, чипсет Z390 (Z370) поддерживает разбивку 16 линий на конфигурации 8+8 или 8+4+4, но они будут разведены на слоты PCIe. Отдельных линий для подключения слота M.2 (как на процессорах Ryzen) у них нет (хотя некоторые комментаторы упорно твердят, что есть).
Выше предлог «до» не зря был выделен. Z390 имеет 30 линий HSIO, некоторые из них жестко привязаны, например, к линиям PCIe, а некоторые могут конфигурироваться производителем материнской платы между двумя-тремя доступными вариантами.
Поэтому каждый производитель имеет определенную свободу выбора, какие интерфейсы (порты) реализовать в той или иной плате. Он может установить больше SATA-портов, или PCIe x4, или USB3.2 и т.д. Так, из возможных 24 (20 для B365, 12 для B360) линий восемь производитель может отдать для двух накопителей M.2.
Процессор соединяется с чипсетом при помощи DMI (Direct Media Interface). В данный момент используется четыре линии DMI 3.0 с общей пропускной способностью 3,93 ГБ/с (в каждую сторону). Теоретически при высокой нагрузке на порты, которые обслуживаются чипсетом, DMI может стать бутылочным горлышком. Впрочем, такие рабочие сценарии несвойственны подавляющему большинству пользователей.
Реализация на AMD AM4
Здесь все немного более «продвинуто». По факту процессоры AMD Ryzen могут вообще обходиться без чипсета. Применительно к теме материала, процессор, помимо 16 линий для видеокарт, предоставляет еще и 4 линии PCIe, которые отводятся для слота M.2. А если необходимо больше, то в игру вступает чипсет. Посмотрим на схему топового чипсета X570.
Чипсет предоставляет до 16 линий PCIe 4.0 и на нем можно реализовать еще 1–2 порта M.2.
У предыдущих флагманских наборов системной логики, в лице X370/470, возможности были скромнее — до 8 линий, но PCIe 2.0. Поэтому здесь производители ставили еще один M.2 в дополнение к процессорному. Но в скорости он был ограничен, поскольку использовал вторую версию шины.
Что же касается шины, связывающей чипсет и процессор, то тут либо паритет с Интел — четыре линии PCIe 3.0 (3,94 ГБ/с), либо, если используется процессор Ryzen поколения Zen 2 3000 серии и чипсеты X570/B550, четыре линии, но уже PCIe 4.0.
Как видно, у AMD большие возможности, но часть из них реализована на уровне процессора. Это имеет и обратную сторону — функциональность зависит не только от материнской платы, но и от установленного CPU, о чем нередко забывают.
Особенности и подводные камни
И, наконец, перейдем к нюансам, которые могут вас ожидать, если вы вдруг будете устанавливать несколько M.2 SSD.
Для AM4 также нужно учитывать установленный процессор. Так для процессоров APU серии Athlon, порт, подключаемый к процессору, поддерживает только SATA SSD.
Если же вы вдруг не знаете, чем отличаются M.2 NVME и M.2 SATA, то у нас есть материал на эту тему.
Как видно, при установке такого диска отключается SATA3 1. Это происходит из-за того, что оба порта делят одну линию HSIO. Так сконфигурировал производитель.
Иногда могут отключаться сразу 2 порта SATA, причем не важно, SATA или NVME вы диск установили.
Заключение
В завершении хотелось бы кратко обобщить все вышесказанное. Самое главное — внимательно читайте спецификации своей материнской платы, причем делайте это на официальном сайте. Не всегда там есть полная информация, как, например, у Gigabyte. Они отсылают к руководству пользователя, поэтому не поленитесь и скачайте его, там вас будет ждать отличная таблица по M.2-портам.
Ну а если у вас нет второго порта M.2, но есть PCIe x4 и необходимость установить NVME SSD, то можете воспользоваться переходником M.2 SSD to PCIe.