Kako će M.2 SSD učiniti vaše računalo još bržim
Kako računala postaju sve manja, tako moraju i hardverske komponente poput pogona za pohranu. Uvođenje solid-state diskovi dopušteno za tanje izvedbe poput Ultrabookovi, ali to se kosilo sa industrijskim standardnim SATA sučeljem.
mSATA sučelje je dizajnirano za stvaranje kartice tankog profila koja može komunicirati s SATA sučelje. Novi problem se pojavio kada su SATA 3.0 standardi ograničili performanse SSD-ova. Morao se razviti novi oblik sučelja kompaktne kartice kako bi se ispravili ti problemi.
Izvorno nazvan NGFF (Faktor sljedeće generacije), novo sučelje standardizirano je u sučelje pogona M.2 prema specifikacijama SATA verzije 3.2.
Veće brzine
Iako je veličina faktor u razvoju sučelja, brzina pogona je jednako kritična. SATA 3.0 specifikacije ograničile su stvarnu propusnost SSD-a na sučelju pogona na oko 600 MB/s, što su mnogi pogoni dosegli. SATA 3.2 specifikacije uvele su novi mješoviti pristup za M.2 sučelje, kao što je to bilo i s SATA Express.
U biti, nova M.2 kartica može koristiti postojeće SATA 3.0 specifikacije i biti ograničena na 600 MB/s. Ili, može koristiti
S konačnim izdavanjem PCI-Express 4.0, ove brzine bi se zapravo udvostručile. Izdanje PCI-Express 5.0 u 2017. godini zabilježilo je povećanje propusnosti na 32 GT/s, sa 63 GB/s u konfiguraciji sa 16 traka. PCI-Express 6.0 (2019) doživio je još jedno udvostručenje propusnosti na 64 GT/s, dopuštajući 126 GB/s u svakom smjeru.
Ne postižu svi sustavi ove brzine. M.2 pogon i sučelje moraju biti postavljeni u istom načinu rada. M.2 sučelje koristi ili naslijeđeni SATA način rada ili noviji PCI-Express načina rada. Pogon odabire koji će se koristiti.
Na primjer, M.2 pogon dizajniran sa SATA naslijeđenim načinom rada ograničen je na 600 MB/s. Dok je M.2 pogon kompatibilan s PCI-Expressom do četiri trake (x4), računalo koristi samo dvije trake (x2). To rezultira maksimalnim brzinama od 2,0 GB/s. Da biste postigli najveću moguću brzinu, provjerite što pogon i računalo ili matična ploča podržavaju.
Manje i veće veličine
Jedan od ciljeva dizajna M.2 pogona bio je smanjiti ukupnu veličinu uređaja za pohranu. To je postignuto na jedan od nekoliko načina. Prvo, kartice su napravljene uže nego u prethodnom mSATA faktoru oblika. M.2 kartice su široke 22 mm, u usporedbi s mSATA od 30 mm. Kartice su također kraće po dužini od 30 mm, u usporedbi s mSATA od 50 mm. Razlika je u tome što M.2 kartice podržavaju veće duljine do 110 mm. To znači da ti pogoni mogu biti veći, što daje više prostora za čipove, a time i veće kapacitete.
Osim duljine i širine kartica, postoji opcija za jednostrane ili dvostrane M.2 ploče. Jednostrane ploče pružaju tanak profil i korisne su za ultra tanka prijenosna računala. Dvostrana ploča omogućuje ugradnju dvostruko više čipova na M.2 ploču, što omogućuje veće kapacitete pohrane. Ovo je korisno za kompaktne desktop aplikacije gdje prostor nije toliko kritičan.
Problem je što morate biti svjesni kakav je M.2 konektor na računalu, osim prostora za duljinu kartice. Većina prijenosnih računala koristi samo jednostrani konektor, što znači da prijenosna računala ne mogu koristiti dvostrane M.2 kartice.
Načini zapovijedanja
Više od desetljeća, SATA je pohranu učinio plug-and-play operacijom. To je zbog jednostavnog sučelja i strukture naredbi AHCI (Advanced Host Controller Interface).
AHCI je način na koji računala komuniciraju upute s uređajima za pohranu. Ugrađen je u sve moderne operativne sustave i ne zahtijeva instaliranje dodatnih upravljačkih programa prilikom dodavanja novih pogona.
AHCI je razvijen u eri kada su tvrdi diskovi imali ograničenu sposobnost obrade instrukcija zbog fizičke prirode glava pogona i ploča. Dovoljan je bio jedan red naredbi s 32 naredbe. Problem je u tome što današnji solid-state diskovi rade puno više, ali su još uvijek ograničeni AHCI drajverima.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) struktura i upravljački programi razvijeni su kako bi se uklonilo ovo usko grlo i poboljšale performanse. Umjesto da koristi jedan red naredbi, on pruža do 65.536 redova naredbi, s do 65.536 naredbi po redu. To omogućuje paralelniju obradu zahtjeva za čitanje i pisanje memorije, što povećava performanse u odnosu na strukturu naredbi AHCI.
Iako je ovo sjajno, postoji mali problem. AHCI je ugrađen u sve moderne operativne sustave, ali NVMe nije. Upravljački programi moraju biti instalirani na postojeće operativne sustave kako bi se što bolje iskoristili pogoni. To je problem za mnoge starije operativne sustave.
Specifikacija pogona M.2 dopušta bilo koji od dva načina rada. To olakšava usvajanje novog sučelja s postojećim računalima i tehnologijama. Kako se podrška za strukturu naredbi NVMe poboljšava, isti se pogoni mogu koristiti s ovim novim načinom naredbe. Međutim, prebacivanje između ova dva načina zahtijeva preformatiranje pogona.
Poboljšana potrošnja energije
Mobilno računalo ima ograničeno vrijeme rada na temelju veličine njegovih baterija i snage koju crpe njegove komponente. Solid-state diskovi smanjuju potrošnju energije komponente za pohranu, ali postoji prostor za poboljšanje.
Budući da je M.2 SSD sučelje dio SATA 3.2 specifikacije, ono uključuje i druge značajke izvan sučelja. To uključuje novu značajku pod nazivom DevSleep. Kako je sve više sustava dizajnirano da prijeđu u stanje mirovanja kada su zatvoreni ili isključeni, umjesto da se isključe U potpunosti, baterija se stalno troši kako bi neki podaci ostali aktivni za brzi oporavak kada uređaj se probudi. DevSleep smanjuje količinu energije koju koriste uređaji stvaranjem novog stanja niže snage. To bi trebalo produžiti vrijeme rada za računala koja su stavljena u stanje mirovanja.
Problemi s pokretanjem
M.2 sučelje je napredak u pohranjivanju računala i performansama. Računala moraju koristiti PCI-Express sabirnicu kako bi postigla najbolje performanse. Inače radi isto kao i svaki postojeći SATA 3.0 disk. Čini se da to nije velika stvar, ali je problem s mnogim prvim matičnim pločama koje su koristile tu značajku.
SSD diskovi nude najbolje iskustvo kada se koriste kao korijenski ili pokretački pogon. Problem je u tome što postojeći Windows softver ima problem s mnogim pogonima koji se dižu s PCI-Express sabirnice, a ne sa SATA. To znači da posjedovanje M.2 pogona koji koristi PCI-Express neće biti primarni pogon na kojem su instalirani operativni sustav ili programi. Rezultat je brz podatkovni pogon, ali ne i pogon za pokretanje.
Nemaju sva računala i operativni sustavi ovaj problem. Na primjer, Apple je razvio macOS (ili OS X) za korištenje PCI-Express sabirnice za root particije. To je zato što je Apple prebacio svoje SSD diskove na PCI-Express u MacBook Airu iz 2013. — prije nego što su M.2 specifikacije finalizirane. Microsoft je ažurirao Windows 10 kako bi podržao nove PCI-Express i NVMe pogone. Starije verzije sustava Windows također mogu raditi ako je hardver podržan i ako su instalirani vanjski upravljački programi.
Kako korištenje M.2 može ukloniti druge značajke
Još jedno područje zabrinutosti, posebno s matične ploče za stolna računala, odnosi se na to kako je M.2 sučelje povezano s ostatkom računalnog sustava. Postoji ograničen broj PCI-Express traka između procesora i ostatka računala. Da biste koristili utor za M.2 karticu kompatibilan s PCI-Expressom, proizvođač matične ploče mora odvojiti te PCI-Express trake od ostalih komponenti u sustavu.
Glavna je briga kako su te PCI-Express trake podijeljene između uređaja na pločama. Na primjer, neki proizvođači dijele PCI-Express trake sa SATA priključcima. Dakle, korištenje utora za M.2 pogon može potrošiti više od četiri SATA utora. U drugim slučajevima, M.2 može dijeliti te trake s drugim PCI-Express utorima za proširenje.
Provjerite kako je ploča dizajnirana kako biste bili sigurni da M.2 neće ometati potencijalnu upotrebu drugih SATA tvrdi diskovi, DVD pogoni, Blu-ray diskove ili druge kartice za proširenje.