Како ће М.2 ССД учинити ваш рачунар још бржим

Како рачунари постају све мањи, тако морају бити и хардверске компоненте попут драјвова за складиштење података. Увод у ССД уређаји дозвољено за тање дизајне као Ултрабоокс, али ово се косило са индустријским стандардним САТА интерфејсом.

мСАТА интерфејс је дизајниран да креира картицу танког профила која може да комуницира са САТА интерфејс. Нови проблем се појавио када су САТА 3.0 стандарди ограничили перформансе ССД-ова. Морао је бити развијен нови облик интерфејса компактне картице да би се исправили ови проблеми.

Првобитно назван НГФФ (Фактор форме следеће генерације), нови интерфејс је стандардизован у интерфејс диска М.2 према спецификацијама САТА верзије 3.2.

Брже брзине

Иако је величина фактор у развоју интерфејса, брзина драјва је подједнако критична. САТА 3.0 спецификације су ограничиле стварни пропусни опсег ССД-а на интерфејсу драјва на око 600 МБ/с, што су многи дискови достигли. САТА 3.2 спецификације су увеле нови мешовити приступ за М.2 интерфејс, као и са САТА Екпресс.

У суштини, нова М.2 картица може користити постојеће САТА 3.0 спецификације и бити ограничена на 600 МБ/с. Или, може користити ПЦИ-Екпресс, који обезбеђује пропусни опсег од 1 ГБ/с према тренутним ПЦИ-Екпресс 3.0 стандардима. Та брзина од 1 ГБ/с је за једну ПЦИ-Екпресс траку, али је могуће користити више трака. Према М.2 ССД спецификацији, могу се користити до четири траке. Коришћење две траке би теоретски обезбедило 2,0 ГБ/с, док би четири траке обезбедиле до 4,0 ГБ/с.

Са евентуалним издавањем ПЦИ-Екпресс 4.0, ове брзине би се ефективно удвостручиле. Издање ПЦИ-Екпресс 5.0 у 2017. је повећало пропусни опсег на 32 ГТ/с, са 63 ГБ/с у конфигурацији са 16 трака. ПЦИ-Екпресс 6.0 (2019) је забележио још једно удвостручење пропусног опсега на 64 ГТ/с, омогућавајући 126 ГБ/с у сваком правцу.

Не постижу сви системи ове брзине. М.2 драјв и интерфејс морају бити подешени у истом режиму. М.2 интерфејс користи или стари САТА режим или новији ПЦИ-Екпресс режими. Диск бира који ће се користити.

На пример, М.2 диск дизајниран са САТА застарелим режимом је ограничен на 600 МБ/с. Док је М.2 диск компатибилан са ПЦИ-Екпрессом до четири траке (к4), рачунар користи само две траке (к2). Ово резултира максималним брзинама од 2,0 ГБ/с. Да бисте постигли највећу могућу брзину, проверите шта подржавају диск и рачунар или матична плоча.

Мање и веће величине

Један од циљева дизајна М.2 диск јединице био је смањење укупне величине уређаја за складиштење података. То је постигнуто на један од неколико начина. Прво, картице су направљене уже него у претходном мСАТА формату. М.2 картице су широке 22 мм, у поређењу са мСАТА од 30 мм. Картице су такође краће по дужини од 30 мм, у поређењу са мСАТА од 50 мм. Разлика је у томе што М.2 картице подржавају веће дужине до 110 мм. То значи да ови дискови могу бити већи, што обезбеђује више простора за чипове, а самим тим и веће капацитете.

Поред дужине и ширине картица, постоји опција за једностране или двостране М.2 плоче. Једностране плоче пружају танак профил и корисне су за ултра танке лаптопове. Двострана плоча омогућава инсталирање двоструко више чипова на М.2 плочу, омогућавајући веће капацитете складиштења. Ово је корисно за компактне десктоп апликације где простор није толико критичан.

Проблем је у томе што морате да знате какав је М.2 конектор на рачунару, поред простора за дужину картице. Већина лаптоп рачунара користи само једнострани конектор, што значи да лаптопови не могу да користе двостране М.2 картице.

Командни режими

Више од једне деценије, САТА је складиштење учинио плуг-анд-плаи операцијом. Ово је због једноставног интерфејса и командне структуре АХЦИ (Адванцед Хост Цонтроллер Интерфаце).

АХЦИ је начин на који рачунари комуницирају инструкције са уређајима за складиштење. Уграђен је у све модерне оперативне системе и не захтева инсталирање додатних драјвера приликом додавања нових дискова.

АХЦИ је развијен у ери када су чврсти дискови имали ограничену способност обраде инструкција због физичке природе глава диска и плоча. Један ред команди са 32 команде је био довољан. Проблем је у томе што данашњи ССД уређаји раде много више, али су и даље ограничени АХЦИ драјверима.

НВМе (Нон-Волатиле Мемори Екпресс) командна структура и драјвери су развијени да елиминишу ово уско грло и побољшају перформансе. Уместо да користи један ред команди, он обезбеђује до 65.536 редова команди, са до 65.536 команди по реду. Ово омогућава паралелнију обраду захтева за читање и писање меморије, што повећава перформансе у односу на АХЦИ командну структуру.

Иако је ово одлично, постоји мали проблем. АХЦИ је уграђен у све модерне оперативне системе, али НВМе није. Управљачки програми морају бити инсталирани на постојеће оперативне системе да би се што боље искористили дискови. То је проблем за многе старије оперативне системе.

Спецификација погона М.2 дозвољава било који од два режима. Ово олакшава усвајање новог интерфејса са постојећим рачунарима и технологијама. Како се подршка за НВМе командну структуру побољшава, исти дискови се могу користити са овим новим командним режимом. Међутим, пребацивање између ова два режима захтева да се дискови поново форматирају.

Побољшана потрошња енергије

Мобилни рачунар има ограничено време рада на основу величине његових батерија и снаге коју црпе његове компоненте. Солид-стате дискови смањују потрошњу енергије компоненте за складиштење, али има простора за побољшање.

Пошто је М.2 ССД интерфејс део САТА 3.2 спецификације, он укључује и друге карактеристике изван интерфејса. Ово укључује нову функцију под називом ДевСлееп. Како је све више система дизајнирано да пређу у режим мировања када су затворени или искључени, уместо да се искључе У потпуности, батерија се стално троши како би неки подаци били активни за брзи опоравак када уређај се буди. ДевСлееп смањује количину енергије коју користе уређаји креирањем новог стања ниже снаге. Ово би требало да продужи време рада за рачунаре који су стављени у режим спавања.

Проблеми са покретањем

М.2 интерфејс је напредак у складиштењу рачунара и перформансама. Рачунари морају да користе ПЦИ-Екпресс магистралу да би постигли најбоље перформансе. Иначе, ради исто као и сваки постојећи САТА 3.0 диск. Ово не изгледа као велика ствар, али је проблем са многим првим матичним плочама које користе ову функцију.

ССД дискови нуде најбоље искуство када се користе као роот или покретачки диск. Проблем је у томе што постојећи Виндовс софтвер има проблем са многим дисковима који се покрећу са ПЦИ-Екпресс магистрале, а не са САТА. То значи да поседовање М.2 диск јединице која користи ПЦИ-Екпресс неће бити примарни диск на коме су инсталирани оперативни систем или програми. Резултат је брз диск са подацима, али не и диск за покретање.

Немају сви рачунари и оперативни системи овај проблем. На пример, Аппле је развио мацОС (или ОС Кс) да користи ПЦИ-Екпресс магистралу за роот партиције. То је зато што је Аппле пребацио своје ССД дискове на ПЦИ-Екпресс у МацБоок Аир-у из 2013. — пре него што су М.2 спецификације финализоване. Мицрософт је ажурирао Виндовс 10 како би подржао нове ПЦИ-Екпресс и НВМе дискове. Старије верзије Виндовс-а такође могу да раде ако је хардвер подржан и ако су инсталирани спољни драјвери.

Како коришћење М.2 може уклонити друге функције

Још једна област забринутости, посебно са десктоп матичне плоче, односи се на то како је М.2 интерфејс повезан са остатком рачунарског система. Постоји ограничен број ПЦИ-Екпресс трака између процесора и остатка рачунара. Да би користио слот за М.2 картицу компатибилан са ПЦИ-Екпресс, произвођач матичне плоче мора да одвоји те ПЦИ-Екпресс траке од других компоненти система.

Главна брига је како су те ПЦИ-Екпресс траке подељене између уређаја на плочама. На пример, неки произвођачи деле ПЦИ-Екпресс траке са САТА портовима. Дакле, коришћење М.2 слота за диск може да потроши више од четири САТА слота. У другим случајевима, М.2 може да дели те траке са другим ПЦИ-Екпресс слотовима за проширење.

Проверите како је плоча дизајнирана да бисте били сигурни да М.2 неће ометати потенцијалну употребу других САТА Хард дискови, ДВД вози, Блу-реј диск јединице или друге картице за проширење.