¿Qué es el M.2 NVMe SSD? Un texto para comprender: el segundo cambio DIY antiguo controlador

Cuando Samsung lanzó el primer SSD civil en 2006, nadie pensó que este monstruo de rendimiento anuló la hegemonía dominante de HDD de 60 años en la industria del almacenamiento en solo 10 años y lo reemplazó cada vez más. La computadora no instala un SSD siempre siente donde no es normal.

El cambio resultante es la interfaz del disco duro de la placa base, la interfaz SATA tradicional limita el juego SSD, para el cual las personas han desarrollado una variedad de interfaz de transmisión más eficiente, de la cual ahora hay una interfaz M.2 muy popular .

De hecho, de SATA a M.2, hay muchas interfaces, se sumergió en la tendencia del desarrollo tecnológico, Entonces hablamos de hoy, interfaz M.2, por qué emergen en la nueva interfaz fuera de la corriente principal, la interfaz M.2 SSD es sin duda buena.

Interfaz 'lenta'

Ponemos el tiempo volvió a caer en 2009, cuando un crisantemo de la flor que acaba de decir, representan solamente borracho, pero también bebió demasiado, cuando estamos ocupados robando comida, Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO) dio a conocer oficialmente una nueva versión de la especificación ' SATA Revision 3.0 ', aunque retrocompatible con las normas anteriores, el ancho de banda de transmisión máximo teórico se duplicó de 3Gbps a 6Gbps.

Como continuación de la interfaz SATA, la interfaz SATA3.0 en relación con una variedad de tecnologías maduras y fiables de primer año, dispositivos compatibles, gran popularidad y 6 Gbps para SSD de 2,5 pulgadas es suficiente, naturalmente, la interfaz SATA 3.0 Conviértase en una interfaz esencial en la placa base.

Hoy en día, los precios de SSD de alta gama siguen siendo altos, SSD no reemplaza completamente el caso de HDD, creo que la interfaz SATA 3.0 durante mucho tiempo en el futuro seguirá siendo la corriente principal.

Pero los seres humanos no son como siguen de pie, y pronto, la asociación SATA comenzaron a pensar, cómo romper el cuello de botella que SATA3.0?

SATA-Express, o SATAe, es la solución propuesta por la Asociación SATA SATA-Express es una interfaz SATA + híbrido PCI-Express, El ancho de banda máximo teórico de hasta 10 Gbps, Compatible con el disco duro SATA estándar de edad, también se pueden usar interfaz de alta velocidad SATA SSD-Express, cada interfaz SATA-Express puede tomar un duro SATA-Express, disco duro SATA o dos.

Sin embargo, no vimos que SATA-Express se convirtiera en la interfaz principal ahora, la razón, Primera placa base SATA-Express ocupa demasiado espacio, que alguien incluso llamó un paso hacia atrás, sueños era IDE, su influencia en la plataforma móvil universal y segundo comparando sus competidores, no hay ninguna ventaja en el ancho de banda, Es insípido.

Asimismo, durante ese tiempo, portátil pop-up, comenzamos a seguir la luz de esto, hemos comenzado los esfuerzos para hacer pequeñas SSD, las interfaces mSATA continuación, entró en vigor.

Asociación SATA mSATA es el desarrollo de las especificaciones del producto controlador de mini-SATA (mSATA) de la interfaz, el controlador permite la integración de tecnología SATA en el tamaño pequeño, mientras que estándar de interfaz mSATA SATA será proporcionado con la misma velocidad y fiabilidad.

Pero la promoción de mSATA finalmente fracasó, porque era masta SSD interfaz de zona sometida a restricciones, un número limitado de partículas, un rendimiento sin igual y la capacidad SSD de 2,5 pulgadas contemporáneos;

Al mismo tiempo, el pequeño tamaño del precio traído por el costoso, junto con el SSD todavía no era el desarrollo maduro, la capacidad de bajo costo, la mayoría de los consumidores no lo compre, lo más importante es la interfaz mSATA SSD tiene potencial limitado, los principales fabricantes rápidamente Abandonado para promocionar esta interfaz, comenzó a buscar otras formas de salir.

Resumen:

El ancho de banda de la interfaz pequeña no es suficiente, la falta de rendimiento, el ancho de banda suficiente, la interfaz es demasiado grande, la gente comenzó a darse cuenta de que desea lograr ancho de banda lo suficientemente grande, versatilidad, buena interfaz, Debe cambiar en la causa raíz, ya no puede contener la interfaz SATA y reparaciones menores estándar AHCI.

En teoría, existen tres aspectos principales de la latencia de almacenamiento de un disco duro, el propio medio de almacenamiento, el controlador y el estándar de la interfaz del software.

El estándar tradicional AHCI siempre se ha basado en HDD de alta latencia como el conjunto estándar, con el rápido rendimiento de SSD que ha sido impotencia durante mucho tiempo. Existe una necesidad urgente de un estándar de interfaz que sea más compatible con SSD y desarrollado en función de las características de la memoria flash, por lo que nació el estándar de interfaz NVMe.

¿Por qué la interfaz NVMe es revolucionaria?

El estándar NVMe, el nombre completo de memoria Express no volátil (estándar de memoria no volátil), es una especificación para SSD habilitados para PCI-E que se introdujo por primera vez en el Intel Developer Forum 2007 y fue dirigido por Intel en el mismo año. Configuración del grupo de trabajo NVMHCI.

El estándar NVMe para productos PCIe SSD reduce efectivamente la latencia del controlador y las partes de la interfaz del software. Lo más importante es permitir que el SSD vaya directamente a la CPU del canal PCI-E, reduciendo efectivamente la latencia de datos En segundo lugar, NVMe optimiza el modo de llamada. AHCI necesita leer cuatro registros para cada comando, consumiendo un total de 8000 ciclos de CPU, lo que resulta en un retraso de 2.5 μs. NVMe no necesita leer el registro cuando ejecuta el comando.


Las unidades SSD PCIe NVMe reducen la latencia de manera efectiva

Y el nuevo acuerdo también puede mejorar mucho el rendimiento de SSO IOPS (lectura y escritura de tiempos por segundo), en teoría , IOPS = Retardo de cola / IO Delay, por lo que aumentar la profundidad de la cola puede mejorar efectivamente el IOPS de la SSD.

La profundidad de cola estándar tradicional de ACHI hasta 32, pero bajo el estándar NVMe, este valor puede alcanzar 64000, es 2000 veces.

Además, NVMe también se unió al interruptor automático de estado de energía, la gestión dinámica de la energía, las funciones sin manejo y otras funciones, la adaptabilidad amplia del disco y el bajo consumo de energía.


Aumento significativo en la profundidad de la cola

Resumen:

Contraste el estándar de interfaz tradicional ACHI, NVMe Puede reducir efectivamente el controlador y la parte de la interfaz del software de la demora , Aumentar significativamente el rendimiento IOPS de SSD , Pero también tener en cuenta Bajo consumo de energía, amplia adaptabilidad para conducir Por lo tanto, se puede decir que el estándar de la interfaz NVMe es revolucionario.

M.2 interfaz en qué estallar?

Mira aquí, dime lo que parece entender, la interfaz M.2 porque admite el estándar NVMe, pasará a primer plano, ¿verdad?

Adivina la mitad derecha, de hecho, admite la interfaz estándar NVMe, y no solo M.2 one, hay una interfaz PCIe más pura y una interfaz U.2 muy pequeña, hablemos de esta interfaz U.2, eche un vistazo ¿Por qué no puede convertirse en la corriente principal?

U.2 nombre científico formal se llama en realidad las interfaces SF-8639, ideas de diseño de interfaz y SATA-E de la misma, a saber, el uso de la interfaz física existente tanto como sea posible, pero añade soporte para más protocolos como NVMe, ancho de banda de PCI E x2 aumentó PCI-E x4, se puede decir U.2 es la versión final es de SATAe.

u.2 las interfaces no pueden ser tan malo, pero la comparación de su interfaz de competidores M.2 en términos generales del rival, que para la popularidad de la interfaz es realmente fatal, incluso U.2 actualmente todavía tienen que tomar específica tarjeta de cable o adaptador conectado a un ordenador de sobremesa o portátil, particularmente inconveniente, interfaz U.2 está emergiendo pequeña minoría marginada y no es sorprendente.


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Bueno, ya SSD protocolo NVMe permite más rápido está tomando el canal PCI-E, por qué no conectar directamente a la SSD ya está conectado directamente a la interfaz PCIe PCI-E canal de él, los fabricantes han pensado en este problema, la interfaz PCIe SSD Apareció naturalmente.

Los SSD PCIe son sinónimo de alto rendimiento, y aunque sus estándares de interfaz son los mismos que los SSD PCIe M.2, los paneles PCB más grandes hacen que los SSD PCIe sean más grandes y más adecuados para los consumidores de clase empresarial.

Pero en términos de M.2 general de la interfaz menos flexible, por lo que la misma naturaleza y M.2 PCIe SSD PCIe SSD inicio posicionamiento del producto se separaron, M.2 SSD PCIe para los consumidores de corriente de masas, el SSD PCIe para los usuarios más alta gama Tales como usuarios de negocios.

Resumen:

Después de leer las razones de la popularidad de cada interfaz, probablemente comprendamos que la interfaz M.2 puede aparecer, principalmente en virtud de dos puntos: 1, compatible con el protocolo de transporte NVMe, con mayor ancho de banda, aumentar las IOPS de SSD, reduciendo en gran medida el retraso de la SSD . 2, la versatilidad de la interfaz que otras interfaces que admiten el protocolo de transporte NVMe es mejor, compacta, más adecuada para una variedad de plataformas móviles.

Entonces estás hablando de la interfaz de Niubi M.2, ¿qué es qué cosa?

M.2 es en realidad una interfaz de conector estándar, anteriormente conocida como NGFF (Factor de forma de próxima generación), un protocolo promulgado por un consorcio PCI-SIG dirigido por HP bajo la designación estándar Especificación PCI Express M.2, diseñada El objetivo es admitir múltiples módulos / tarjetas en el mismo conector, que es compatible con WIFI, Bluetooth, navegación global por satélite y NFC, además de las SSD conocidas.

Interfaz M.2, las más importantes son las siguientes ventajas: soporte para mayores tasas, alto potencial, relativo a la tarjeta PCI-Emini, ahorrando 20% de espacio PCB, ahorrando 15% de la altura del conector, más compacto, soporte para PCI-E3. 0, USB3.0 y SATA3.0 tres estándares actuales principales, la interfaz más 'integral'.

Tamaño pequeño y soporte para una variedad de interfaces de comunicación convencionales, creando una súper versatilidad M.2, pero también allanan el camino para la popularización de la interfaz M.2.

En el tamaño del módulo M.2, la especificación M.2 1.0 define un total de 11 tamaños de módulos / tarjeta, pero el tamaño SSD principal solo 2242, 2260, 2280 tres especificaciones, el nombre también se nombra de acuerdo con el tamaño del módulo, Por ejemplo, M.2 2242, 22 tiene 22 mm de ancho y 42 tiene 42 mm de largo.

Debido a que cuanto más larga sea la longitud de la memoria flash se pueden organizar más partículas, mayor será la capacidad, por lo que cuando compre M.2 SSD, también debe mirar su placa base compatible con el tamaño del módulo M.2.


Tamaño del módulo M.2


Tamaño de SSD convencional

Atención especial es el conector M.2 hay tres tipos de Socket, (Socket1, 2, 3), Socket1 que todos adoptan el método de soldadura y solo para el tamaño 1216, 2226 y 3026 no es común.

El zócalo 2 admite la interfaz SATA, PCI-E X 2, mientras que el zócalo 3 solo es compatible con el canal PCI-E x 4 Con un ancho de banda de hasta 32 Gbps, velocidad de transferencia de interfaz de casi 4 GB / S, 5 veces más rápido que SATA, diseñado para un diseño de almacenamiento de alto rendimiento.

Ahora disponible en algunas placas base M.2 las interfaces son compatibles con ambas interfaces, se puede tomar el canal SATA también puede ir canal PCI-E, pero algunos sólo interfaces de apoyo socket3, canal de PCI-E para ir, así que compre SSD Antes, es muy importante limpiar su propia interfaz M.2 de la placa base.

Acerca de la diferencia de aspecto de la interfaz SSD Socket 3 y Socket 2 se puede ver aquí -

apoyo izquierda ranura 'llave B', el período corto a la izquierda, con el diseño 6pin, cuando las interfaces conjuntas 'llave B' cuando se usa junto, es decir, la conexión de interfaz 2, caminando o canal PCI-E X2 SATA;

La otra es una ranura que admite 'M key'. La sección corta está a la derecha con un diseño de 5 pines. Cuando la interfaz se usa junto con la 'M key', la línea PCI-E X4 es la interfaz del socket 3.


Serie Lite-speed

M.2 interfaz SSD debe estar bien?

Si usted compró una interfaz SSD M.2, es un canal SATA, entonces su protocolo de transmisión sigue siendo el ACHI tradicional, el rendimiento máximo de lectura y escritura, y toma la interfaz SATA3.0, SSD no any! !

Por lo tanto, para diferenciar, llamamos a la interfaz M.2, una SSD de alto rendimiento que admite el protocolo NVMe, una NVMe M.2 SSD.

Pero lo mismo es NVMe M.2 SSD, el rendimiento puede variar significativamente, debido principalmente a dos factores: uno es para el tipo de interfaz SSD PCI-E 3.0 o más PCI-E 2.0, y el otro es SSD es un PCI-e x 4 (Socket 3) o PCI-e X 2 (Socket 2) la diferencia más grande es el máximo teórico ancho de banda y velocidad de interfaz, pequeñas series armó una mesa para todo el mundo para facilitar la comprensión:

Se puede ver fácilmente que el PCI-E SSD 3.0 X 4 es teóricamente los mejores discos SSD.

Pero una serie pequeña no quiere decir solamente sugieren que usted compra un zócalo 3, PCI-E 3.0 X SSD M.2 4 interfaz, por supuesto, este es el SSD M.2 más fuerte, sino también el SSD M.2 más caro.

El advenimiento de la SSD original para los usuarios de HDD trajo un gran impacto, la experiencia diaria ha sido desbordante, pero NVMe M.2 SSD en comparación con SATA SSD, en el uso diario, de hecho, no sentirá diferencias significativas, Hablar de la mayoría de los SSD ordinarios cotidianos no será un cuello de botella.

Xiao Bian siempre sugirió que usted compre a demanda, si no es un trabajo pesado de usar, no necesita leer y escribir archivos de gran tamaño, o esperar hasta que el alto rendimiento del NVMe M.2 SSD le quite el precio a más personas, sería mejor.

Conclusión

En el 2012 IDF, Intel comenzará a promover NGFF propuso SSD normas técnicas, principalmente para ultra-polo de esta plataforma, reduciendo aún más el espesor de la mejora de la velocidad de transmisión de ultra-extrema, en sustitución de mSATA. Inesperado es que probado la dulzura de los fabricantes esta interfaz comenzó a extenderse a otras áreas, la interfaz de M.2 sola chispa puede incendiar la pradera rápidamente creciente popularidad abajo, el siguiente paso es un alto rendimiento NVMe M.2 SSD popular.

Hace una década, poco después de la puesta en marcha de un disco mecánico de 1 TB duro 3000 marcó el alto precio, pero ahora ya es un deber-instalado, con el avance de la tecnología humana, los costos SSD disminuya aún más, si la memoria flash NAND empresas fabricantes creen que el riesgo de ya no se cumplen La computadora de todos está conectada con 1TB de NVMe M.2 El día SSD llegará pronto.

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