前几年 SSD 介面百家争鸣,SATA、SATA Express、mSATA、M.2 到 U.2,搞的人一团混乱,不知该何去何从。 M.2、U.2、PCIe card 的速度较快,mSATA、M.2 的体积较小,最近渐渐态势明朗,兼具两种优势的 M.2 在乱军中杀出重围,一统江湖指日可待。

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前几年引领风骚的 MiniPCIe 介面,轻薄短小的体积,能使用 SSD 、又可以支援 Wifi、3G 等各种扩充装置,推出后迅速取得巨大的成功。但 MiniPCIe 只能走 SATA III 或 PCIe x1 讯号,随著 NVMe 规范推出, SSD 速度越来越快,无法完全发挥效能的 MiniPCIe 显然需要改革。就一般使用者而言,CPU / DRAM 其实都效能过剩,如果觉得电脑不够快,瓶颈多半发生在储存装置上。人心思变,要能完全发挥 SSD 的效能,一个方法是直接做成 PCIe 卡的形式,另一条路是再提升 SATA 的能力,SATA Express、U.2 就是寻著这条路走。 U.2 是 Intel 力推的规格,大家应该知道,这几年 Intel 力推的规格,通常都没有好下场…  M.2 则是另辟蹊径,可以说是超小型的 PCIe 卡,也可以说是 MiniPCIe 的进化版,设计概念类似,两者都可以支援 SSD 及各种扩充装置。对于 Wifi、Bluetooth、GPS 这些装置来说,差别只是 M.2 的 PCB 尺寸略小一点;M.2 / Mini-PCIe 两者主要的差别在于对 SSD 的支援,M.2 可支援到 PCIe x4 ,理论速率是 Mini-PCIe 的四倍。集结了体积、速度跟扩充性等优点,M.2 迅速抢占诉求轻薄高效的笔电市场。市场成长之后,连成本都成为优势,近年新推出的主机板上 M.2 已是标准配备。

 

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左上:HDD / 右上:SATA SSD /  左下:M.2 SSD

读取速度 SATA SSD 大概是 HDD 的五倍,M.2 SSD 又大概是 SATA SSD 的五倍。

M.2,前身为Next Generation Form Factor (NGFF),具有灵活的物理规范,允许更多种类的模组宽度与长度,并与更高阶的介面相配,使 M.2 比 mSATA 更适合日常应用。

除了支援传统的 AHCI,M.2 还支援 NVM Express(NVMe)作为 M.2 PCI Express SSD 的逻辑装置介面。支援 AHCI 能确保对传统 SATA 装置和传统作业系统的向下相容性,而采用NVM Express 的设计则能充分利用 PCI Express 储存装置的高效能。

NVMe:高效 PCIe 储存装置控制介面规范,主要用于通过 PCIe 汇流排与电脑连接的非挥发性记忆体装置。相比此前机械硬碟机时代的 AHCI,NVMe/NVMHCI 降低了 I/O 操作等待时间、提升同一时间内的操作数、更大容量的操作队列等。

 

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M.2有A~M多种不同的接头形式 (key),目前有在使用的只有四种:A / B / E / M。因为内部介面不同,A / E 主要用在 wifi / bluetooth,B / M 主要用在 storage ,主流的 PCIe SSD 都是走 M key。

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M.2 connector 只能有1种 key,不过 module card 可以同时支援2种 key。

 

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M.2 的 module 有各种不同的长度跟宽度,以一组 4 位数字表示,前两码表示宽度、后两码表示长度,例如 2280 意指宽 22mm、长 80mm 的 module。

这样听起来好像很复杂?不同 key 跟尺寸排列组合,可能的选项也太多种?还好,对消费者而言,新一代的 M.2 SSD 只有一种规格:M key 2280。下图截自原价屋,可以看到目前 mSATA、U.2、PCI-E 介面 SSD 都快要绝迹,而 M.2 SSD 均为 2280 的尺寸。

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M.2 connector 规范定义了三种不同高度,需要省空间的话,可以把高低两种 connector 叠在一起。下图取自 ASRock ,一组 E key for Wifi、一组 M key for SSD,是目前主机板的标准作法。

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附录:M.2 细项规格

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尺寸

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高度

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编码定义

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Key A pin define

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Key B pin define

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Key E pin define

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Key M pin define

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