Habang lumiliit ang mga computer, dapat din ang mga bahagi ng hardware tulad ng mga storage drive. Ang pagpapakilala ng mga solid-state drive ay pinapayagan para sa mas manipis na disenyo tulad ng Ultrabooks, ngunit ito ay sumalungat sa standard-industriya na interface ng SATA.
Ang interface ng mSATA ay idinisenyo upang lumikha ng manipis na profile card na maaaring makipag-ugnayan sa interface ng SATA. Isang bagong problema ang lumitaw nang ang mga pamantayan ng SATA 3.0 ay nilimitahan ang pagganap ng mga SSD. Kailangang bumuo ng isang bagong anyo ng compact card interface para itama ang mga isyung ito.
Orihinal na tinatawag na NGFF (Next Generation Form Factor), ang bagong interface ay na-standardize sa M.2 drive interface sa ilalim ng SATA version 3.2 specifications.
Mas mabilis na Bilis
Habang ang laki ay isang salik sa pagbuo ng isang interface, ang bilis ng drive ay pare-parehong kritikal. Pinaghigpitan ng mga pagtutukoy ng SATA 3.0 ang real-world na bandwidth ng isang SSD sa interface ng drive sa humigit-kumulang 600 MB/s, na naabot ng maraming drive. Ang mga pagtutukoy ng SATA 3.2 ay nagpakilala ng bagong pinaghalong diskarte para sa interface ng M.2, tulad ng ginawa nito sa SATA Express.
Sa esensya, ang isang bagong M.2 card ay maaaring gumamit ng mga kasalukuyang detalye ng SATA 3.0 at limitado sa 600 MB/s. O, maaari itong gumamit ng PCI-Express, na nagbibigay ng bandwidth na 1 GB/s sa ilalim ng kasalukuyang mga pamantayan ng PCI-Express 3.0. Ang 1 GB/s na bilis ay para sa isang PCI-Express lane, ngunit posibleng gumamit ng maraming lane. Sa ilalim ng detalye ng M.2 SSD, hanggang apat na lane ang maaaring gamitin. Ang paggamit ng dalawang lane sa teorya ay magbibigay ng 2.0 GB/s, habang ang apat na lane ay magbibigay ng hanggang 4.0 GB/s.
Sa paglabas ng PCI-Express 4.0, ang mga bilis na ito ay magiging epektibong doble. Ang paglabas ng PCI-Express 5.0 noong 2017 ay nagkaroon ng pagtaas ng bandwidth sa 32 GT/s, na may 63 GB/s sa isang 16-lane na configuration. Nakita ng PCI-Express 6.0 (2019) ang isa pang pagdoble ng bandwidth sa 64 GT/s, na nagbibigay-daan sa 126 GB/s sa bawat direksyon.
Hindi lahat ng system ay nakakamit ang mga bilis na ito. Ang M.2 drive at interface ay kailangang i-set up sa parehong mode. Ginagamit ng interface ng M.2 ang alinman sa legacy na SATA mode o ang mga mas bagong PCI-Express mode. Pinipili ng drive kung alin ang gagamitin.
Halimbawa, ang isang M.2 drive na idinisenyo gamit ang SATA legacy mode ay limitado sa 600 MB/s. Habang ang M.2 drive ay tugma sa PCI-Express hanggang sa apat na lane (x4), ang computer ay gumagamit lamang ng dalawang lane (x2). Nagreresulta ito sa pinakamataas na bilis na 2.0 GB/s. Upang makuha ang pinakamabilis na posible, tingnan kung ano ang sinusuportahan ng drive at ang computer o motherboard.
Mas Maliit at Mas Malaking Sukat
Isa sa mga layunin ng disenyo ng M.2 drive ay bawasan ang kabuuang sukat ng storage device. Nakamit ito sa isa sa maraming paraan. Una, ang mga card ay ginawang mas makitid kaysa sa nakaraang mSATA form factor. Ang mga M.2 card ay 22 mm ang lapad, kumpara sa 30 mm ng mSATA. Ang mga card ay mas maikli din ang haba sa 30 mm ang haba, kumpara sa 50 mm ng mSATA. Ang pagkakaiba ay ang M.2 card ay sumusuporta sa mas mahabang haba na hanggang 110 mm. Nangangahulugan iyon na maaaring mas malaki ang mga drive na ito, na nagbibigay ng mas maraming espasyo para sa mga chips at, sa gayon, mas mataas na kapasidad.
Bilang karagdagan sa haba at lapad ng mga card, mayroong opsyon para sa alinman sa single-sided o double-sided na M.2 boards. Ang mga single-sided na board ay nagbibigay ng manipis na profile at kapaki-pakinabang para sa mga ultra-manipis na laptop. Ang isang double-sided na board ay nagbibigay-daan para sa dobleng dami ng mga chip na mai-install sa isang M.2 board, na nagbibigay-daan para sa mas malaking kapasidad ng imbakan. Ito ay kapaki-pakinabang para sa mga compact na desktop application kung saan ang espasyo ay hindi kasing kritikal.
Ang problema ay kailangan mong malaman kung anong uri ng M.2 connector ang nasa computer, bilang karagdagan sa espasyo para sa haba ng card. Karamihan sa mga laptop ay gumagamit lang ng single-sided connector, na nangangahulugan na ang mga laptop ay hindi maaaring gumamit ng double-sided na M.2 card.
Command Modes
Sa mahigit isang dekada, ginawa ng SATA ang storage bilang isang plug-and-play na operasyon. Ito ay dahil sa simpleng interface at sa istraktura ng command ng AHCI (Advanced Host Controller Interface).
Ang AHCI ay kung paano nakikipag-ugnayan ang mga computer ng mga tagubilin sa mga storage device. Naka-built in ito sa lahat ng modernong operating system at hindi nangangailangan ng karagdagang mga driver na mai-install kapag nagdaragdag ng mga bagong drive.
Ang AHCI ay binuo sa isang panahon kung kailan ang mga hard drive ay may limitadong kakayahang magproseso ng mga tagubilin dahil sa pisikal na katangian ng mga drive head at platter. Ang isang solong command queue na may 32 command ay sapat na. Ang problema ay ang mga solid-state drive ngayon ay higit na nagagawa, ngunit pinaghihigpitan pa rin ng mga driver ng AHCI.
Ang NVMe (Non-Volatile Memory Express) command structure at mga driver ay binuo para alisin ang bottleneck na ito at pahusayin ang performance. Sa halip na gumamit ng iisang command queue, nagbibigay ito ng hanggang 65, 536 command queue, na may hanggang 65, 536 commands bawat queue. Nagbibigay-daan ito para sa higit pang parallel processing ng storage read at write request, na nagpapalakas ng performance sa AHCI command structure.
Bagama't maganda ito, may kaunting problema. Ang AHCI ay binuo sa lahat ng modernong operating system, ngunit ang NVMe ay hindi. Dapat na naka-install ang mga driver sa itaas ng mga umiiral nang operating system upang masulit ang mga drive. Problema iyon para sa maraming mas lumang operating system.
Pinapayagan ng detalye ng M.2 drive ang alinman sa dalawang mode. Ginagawa nitong mas madali ang paggamit ng bagong interface sa mga kasalukuyang computer at teknolohiya. Habang bumubuti ang suporta para sa istruktura ng command ng NVMe, ang parehong mga drive ay maaaring gamitin sa bagong command mode na ito. Gayunpaman, ang paglipat sa pagitan ng dalawang mode ay nangangailangan na ang mga drive ay muling i-format.
Pinahusay na Pagkonsumo ng kuryente
Ang isang mobile computer ay may limitadong oras ng pagtakbo batay sa laki ng mga baterya nito at sa lakas na nakuha ng mga bahagi nito. Binabawasan ng mga solid-state drive ang pagkonsumo ng enerhiya ng bahagi ng storage, ngunit may puwang para sa pagpapabuti.
Dahil ang interface ng M.2 SSD ay bahagi ng detalye ng SATA 3.2, kabilang dito ang iba pang mga feature na lampas sa interface. Kabilang dito ang isang bagong feature na tinatawag na DevSleep. Dahil mas maraming system ang idinisenyo para pumunta sa sleep mode kapag nakasara o naka-off, sa halip na patayin nang buo, mayroong patuloy na pagbunot sa baterya upang panatilihing aktibo ang ilang data para sa mabilis na pagbawi kapag nagising ang device. Binabawasan ng DevSleep ang dami ng power na ginagamit ng mga device sa pamamagitan ng paggawa ng bagong mas mababang power state. Dapat nitong pahabain ang oras ng pagpapatakbo para sa mga computer na inilalagay sa sleep mode.
Problems Booting
Ang interface ng M.2 ay isang pagsulong sa storage at performance ng computer. Dapat gamitin ng mga computer ang PCI-Express bus para makuha ang pinakamahusay na performance. Kung hindi, ito ay tumatakbo katulad ng anumang umiiral na SATA 3.0 drive. Mukhang hindi ito malaking bagay, ngunit problema ito sa marami sa mga unang motherboard na gumamit ng feature.
Ang SSD drive ay nag-aalok ng pinakamahusay na karanasan kapag ginamit bilang root o boot drive. Ang problema ay ang umiiral na software ng Windows ay may isyu sa maraming mga drive na nag-boot mula sa PCI-Express bus sa halip na mula sa SATA. Nangangahulugan ito na ang pagkakaroon ng M.2 drive gamit ang PCI-Express ay hindi magiging pangunahing drive kung saan naka-install ang operating system o mga program. Ang resulta ay isang mabilis na data drive ngunit hindi ang boot drive.
Hindi lahat ng computer at operating system ay may ganitong isyu. Halimbawa, binuo ng Apple ang macOS (o OS X) para gamitin ang PCI-Express bus para sa mga root partition. Ito ay dahil inilipat ng Apple ang kanilang mga SSD drive sa PCI-Express noong 2013 MacBook Air-bago na-finalize ang mga detalye ng M.2. Ang Microsoft ay nag-update ng Windows 10 upang suportahan ang bagong PCI-Express at NVMe drive. Maaari ding gumana ang mga lumang bersyon ng Windows kung sinusuportahan ang hardware at naka-install ang mga external na driver.
Paano Maaalis ng Paggamit ng M.2 ang Iba Pang Mga Tampok
Ang isa pang bahagi ng pag-aalala, lalo na sa mga desktop motherboard, ay tumutukoy sa kung paano konektado ang M.2 interface sa natitirang bahagi ng computer system. Mayroong isang limitadong bilang ng mga linya ng PCI-Express sa pagitan ng processor at ang natitirang bahagi ng computer. Para gumamit ng PCI-Express-compatible M.2 card slot, dapat ilayo ng manufacturer ng motherboard ang mga PCI-Express lane na iyon mula sa iba pang bahagi ng system.
Kung paano nahahati ang mga PCI-Express lane na iyon sa pagitan ng mga device sa mga board ay isang pangunahing alalahanin. Halimbawa, ibinabahagi ng ilang manufacturer ang mga PCI-Express lane sa mga SATA port. Kaya, ang paggamit ng M.2 drive slot ay maaaring kumonsumo ng pataas ng apat na SATA slots. Sa ibang mga kaso, maaaring ibahagi ng M.2 ang mga lane na iyon sa iba pang mga PCI-Express expansion slot.
Suriin kung paano idinisenyo ang board upang matiyak na ang M.2 ay hindi makakasagabal sa potensyal na paggamit ng iba pang SATA hard drive, DVD drive, Blu-ray drive, o iba pang expansion card.
