M.2: n SSD: n tarkoitus on tehdä tietokoneesta entistä nopeampi

Koska tietokoneet, etenkin kannettavat tietokoneet, tulevat yhä pienemmiksi, niin komponenttien kuten tallennusasemia tarvitaan myös vastaavasti pienemmiksi. Solid-state-asemia otettiin käyttöön hieman helpommaksi sijoittaa ne entistä ohuempiin malleihin, kuten Ultrabooks, mutta ongelma jatkoi käyttämään alan standardia SATA-liitäntää. Lopulta mSATA-liitäntä on suunniteltu luomaan ohut profiilikortti, joka voi silti olla vuorovaikutuksessa SATA-liitännän kanssa. Ongelmana on nyt se, että SATA 3.0 -standardit rajoittavat SSD-ominaisuuksien suorituskykyä. Näiden ongelmien korjaamiseksi tarvittiin uudenlainen kompakti korttiliitäntä. Alun perin nimeltään NGFF (Next Generation Form Factor), uusi käyttöliittymä on vihdoinkin standardoitu uuteen M.2-käyttörajapintaan SATA-versiossa 3.2.

Nopeampia nopeuksia

Vaikka koko on luonnollisesti tekijä uuden käyttöliittymän kehittämisessä, asemien nopeus on yhtä kriittinen. SATA 3.0: n tekniset tiedot rajoittavat käyttöliittymän SSD: n reaalimaailman kaistanleveyttä noin 600 Mt / s: iin, mikä monien asemia on nyt saavutettu. SATA 3.2: n tekniset tiedot esittelivät M.2-liitännälle uudenlaisen yhdistelmän, kuten SATA Expressin kanssa . Pohjimmiltaan uusi M.2-kortti voi käyttää joko olemassa olevia SATA 3.0 -määrityksiä ja olla rajoitettu 600 Mt / s: iin tai se voisi sen sijaan valita PCI-Expressin , jonka kaistanleveys on 1 Gt / s nykyisen PCI-Express 3.0: n standardit. Nyt 1 Gt: n / s nopeus on yksi PCI-Express-kaista. On mahdollista käyttää useita kaistoja ja M.2 SSD-eritelmän mukaan voidaan käyttää neljää kaistaa. Kahden kaistan käyttö mahdollistaisi 2,0 Gt / s, kun taas neljä kaistaa tarjoavat jopa 4,0 Gt / s. PCI-Express 4.0: n mahdollisen vapauttamisen jälkeen nämä nopeudet kaksinkertaistuisivat.

Nyt kaikki järjestelmät eivät saavuta näitä nopeuksia. Tietokoneen M.2-asema ja käyttöliittymä on asetettava samaan tilaan. M.2-liitäntä on suunniteltu käyttämään joko vanhaa SATA-tilaa tai uudempia PCI-Express-moodeja, mutta asema valitsee, mitä käytetään. Esimerkiksi SATA-vanhan tilan kanssa suunniteltu M.2-asema rajoitetaan siihen 600 Mt / s: n nopeuteen. Nyt M.2-asema voi olla yhteensopiva PCI-Expressin kanssa jopa 4 kaistaa (x4), mutta tietokone käyttää vain kahta kaistaa (x2). Tällöin suurin nopeus olisi vain 2,0 Gt / s. Joten mahdollisimman nopea, sinun täytyy tarkistaa sekä asema että tietokone tai emolevy.

Pienempiä ja suurempia kokoja

Yksi M.2-aseman suunnittelun tavoitteista oli vähentää tallennuslaitteen kokonaiskokoa. Tämä saavutetaan yhdellä usealla eri tavalla. Ensin he tekivät kortit kapeammiksi kuin edellinen mSATA- lomake. M.2-kortit ovat vain 22 mm leveitä verrattuna mSATA: n 30 mm: iin. Kortit voidaan myös oikosulkea vain 30 millimetrin pituisina verrattuna mSATA: n 50 millimetriin. Ero on se, että M.2-kortit tukevat jopa pitkiä 110 mm: n pituuksia, mikä tarkoittaa sitä, että se voi olla suurempi, mikä antaa enemmän tilaa sirulle ja siten suuremmille kapasiteeteille.

Korttien pituuden ja leveyden lisäksi on mahdollista valita joko yksipuoliset tai kaksipuoliset M.2-levyt. Miksi kaksi eri paksuutta? No, yksipuoliset levyt tarjoavat erittäin ohuen profiilin ja ovat hyödyllisiä ultrathin kannettaviin tietokoneisiin. Kaksipuolinen levy toisaalta mahdollistaa kaksi kertaa useamman sirun asentamisen M.2-kortille, mikä lisää tallennuskapasiteettia, mikä on hyödyllistä pienikokoisille työpöytäsovelluksille, joissa tila ei ole niin kriittinen. Ongelmana on, että sinun on tiedettävä, millaista M.2-liitintä on tietokoneessa kortin pituuden lisäksi. Useimmat kannettavat tietokoneet käyttävät vain yksipuolisia liittimiä, mikä tarkoittaa, että ne eivät voi käyttää kaksipuolisia M.2-kortteja.

Komentomuodot

Yli vuosikymmenen ajan SATA on tallentanut tietokoneita plug and play -järjestelmään. Tämä on helppokäyttöisen käyttöliittymän ansiosta, mutta myös AHCI (Advanced Host Controller Interface) -komennorakenteen ansiosta. Tämä on tapa, jolla tietokone voi kommunikoida ohjeita tallennuslaitteiden kanssa. Se on rakennettu kaikkiin nykyaikaisiin käyttöjärjestelmiin, eikä siten vaadi lisäohjaimia asennettavaksi käyttöjärjestelmään, kun lisätään uusia asemia. Se on toiminut hyvin, mutta se on kehitetty kovalevyjen aikakaudella, jolla on rajoitettu kyky käsitellä ohjeita käyttöpäät ja platters fyysisen luonteen vuoksi. Yksi komentojono, jossa oli 32 komentoa, oli riittävä. Ongelmana on, että puolijohdereleet voivat tehdä paljon enemmän, mutta AHCI-ohjaimet rajoittavat niitä.

Tämän pullonkaulan poistamiseksi ja suorituskyvyn parantamiseksi NVMe (Non-Volatile Memory Express) -komentorakenne ja -ohjaimet kehitettiin keinona poistaa tämä ongelma kiinteän tilan asemille. Sen sijaan, että käytettäisiin yhtä komentojonoa, se tarjoaa jopa 65 536 komentojonoa, joilla on enintään 65 536 komentoa jonossa. Tämä mahdollistaa useamman rinnakkaisen käsittelyn tallennuslukemis- ja -kirjoituspyynnöt, jotka auttavat parantamaan suorituskykyä AHCI-komentorakenteen yli.

Vaikka tämä on hienoa, on ongelma. AHCI on rakennettu kaikkiin nykyaikaisiin käyttöjärjestelmiin, mutta NVMe ei ole. Jotta taajuusmuuttajista saataisiin eniten potentiaalia, ohjaimet on asennettava nykyisten käyttöjärjestelmien päälle tämän uuden komentotilan käyttämiseksi. Tämä on ongelma monille vanhemmille käyttöjärjestelmille. Onneksi M.2-aseman määrittely sallii kumman kahdesta toimintatavasta käyttää. Tämän ansiosta uuden käyttöliittymän käyttöönotto helpottaa olemassa olevia tietokoneita ja tekniikoita käyttämällä AHCI-komentorakennetta. Sen jälkeen, kun NVMe-komentorakenteen tuki paranee ohjelmistoon, samaa asemaa voidaan käyttää tämän uuden komentomoodin kanssa. Varo, että vaihtaminen kahden tilan välillä edellyttää, että asemat muotoillaan uudelleen.

Parempi virrankulutus

Siirrettävillä tietokoneilla on rajalliset käyttöajat akun koon ja eri komponenttien tehon perusteella. Solid-state-asemat toivat merkittäviä vähennyksiä varastointikomponentin energiankulutukseen siten, että ne paransivat akun käyttöikää, mutta parannusta on olemassa. Koska M.2 SSD-liitäntä on osa SATA 3.2 -määrityksiä, siinä on myös joitain muita ominaisuuksia, jotka eivät ole pelkästään käyttöliittymää. Tämä sisältää uuden ominaisuuden nimeltä DevSleep. Kun yhä useammat järjestelmät on suunniteltu siirtymään lepotilaan, kun ne suljetaan tai sammutetaan sen sijaan, että ne toimivat kokonaan alas, akku pysyy vakiona, jotta tietyt tiedot ovat aktiivisia nopeaa palautusta varten, kun laitteet heräävät. DevSleep vähentää sellaisten laitteiden määrää, joita käyttävät esimerkiksi M.2 SSD: t, luomalla uuden alemman tehon tila. Tämän pitäisi auttaa laajentamaan niiden järjestelmien käyttöaikaa, jotka on asetettu nukkumaan eikä kytketty pois käyttötarkoituksen välillä.

Ongelmien käynnistäminen

M.2-liitäntä on erinomainen lisä tietokoneen tallennukseen ja kykyyn parantaa tietokoneiden suorituskykyä. On kuitenkin lievää ongelmaa sen varhaisen toteuttamisen kanssa. Jotta saisit parhaan suorituskyvyn uudelta käyttöliittymältä, tietokoneen on käytettävä PCI-Express-väylää, muuten se toimii samalla tavalla kuin mikä tahansa olemassa oleva SATA 3.0 -asema. Tämä ei näytä olevan iso juttu, mutta se on itse asiassa ongelma monien ensimmäisten emolevyjen kanssa, jotka käyttävät ominaisuutta. SSD-asemat tarjoavat parhaan käyttökokemuksen, kun niitä käytetään juuri- tai käynnistysasemaan. Ongelmana on se, että nykyisessä Windows-ohjelmistossa on ongelma useilla asemilla, jotka käynnistyvät PCI-Express-väylästä eikä SATA: sta. Tämä tarkoittaa sitä, että M.2-aseman käyttäminen PCI-Expressin avulla, kun taas nopea ei ole ensisijainen asema, jossa käyttöjärjestelmä tai ohjelmat on asennettu. Tuloksena on nopea datajoukko, mutta ei käynnistysasemaa.

Kaikilla tietokoneilla ja käyttöjärjestelmillä ei ole tätä ongelmaa. Esimerkiksi Apple on kehittänyt OS X: n PCI-Express-väylän käyttämiseksi pääosioille. Tämä johtuu siitä, että Apple vaihtoi SSD-asemat PCI-Expressiin vuoden 2013 MacBook Airissa ennen M.2-määritysten viimeistelyä. Microsoft on päivittänyt Windows 10: n täysin tukemaan uusia PCI-Express- ja NVMe-asemia, jos laitteisto, jota se käyttää, voi myös. Vanhemmat Windows-versiot voivat olla mahdollisia, jos laitteistoa tuetaan ja ulkoisia ohjaimia asennetaan.

M.2: n käyttäminen voi poistaa muita ominaisuuksia

Toinen huolenaihe erityisesti työpöydän emolevyillä koskee M.2-liitännän kytkemistä muuhun järjestelmään. Näet, että prosessorin ja muun tietokoneen välillä on rajallinen määrä PCI-Express-kaistoja. PCI-Express-yhteensopivan M.2-korttipaikan käyttämiseksi emolevyn valmistajan on otettava nämä PCI-Express-kaistat pois muista järjestelmän osista. Suurin huolenaihe on, miten nämä PCI-Express-kaistat on jaettu laitteiden välillä. Esimerkiksi jotkut valmistajat jakavat PCI-Express-kaistat SATA-portilla. Näin ollen M.2-asemapaikan käyttäminen voi viedä ylöspäin neljästä SATA-korttipaikasta. Muissa tapauksissa. M.2 voi jakaa nämä kaistat muiden PCI-Express-laajennuspaikkojen kanssa. Muista tarkistaa, miten levy on suunniteltu varmistamaan, että M.2: n käyttö ei häiritse muiden SATA- kiintolevyjen , DVD- tai Blu-ray- asemien tai muiden laajennuskorttien mahdollista käyttöä.