Καθώς οι υπολογιστές, και ιδιαίτερα οι φορητοί υπολογιστές, συνεχίζουν να γίνονται μικρότεροι, τα στοιχεία όπως οι μονάδες αποθήκευσης που απαιτούνται για να πάρουν επίσης αντίστοιχα μικρότερα. Με την εισαγωγή στερεάς κατάστασης μονάδων δίσκου , έγινε λίγο πιο εύκολο να τοποθετηθούν σε ολοένα λεπτότερα σχέδια όπως τα Ultrabook, αλλά το πρόβλημα συνέχισε στη συνέχεια να χρησιμοποιεί τη βιομηχανική διεπαφή SATA. Τελικά, η διασύνδεση mSATA σχεδιάστηκε για να δημιουργήσει μια λεπτή κάρτα προφίλ που θα μπορούσε ακόμα να αλληλεπιδράσει με τη διασύνδεση SATA. Το πρόβλημα τώρα είναι ότι τα πρότυπα SATA 3.0 περιορίζουν την απόδοση των SSD. Προκειμένου να διορθωθούν αυτά τα ζητήματα, πρέπει να αναπτυχθεί μια νέα μορφή διασύνδεσης καρτών. Αρχικά ονομάστηκε NGFF (Next Generation Form Factor), η νέα διεπαφή έχει τελικά τυποποιηθεί στη νέα διεπαφή κίνησης M.2 σύμφωνα με τις προδιαγραφές SATA 3.2.
Ταχύτερη ταχύτητα
Ενώ το μέγεθος είναι, φυσικά, ένας παράγοντας στην ανάπτυξη της νέας διεπαφής, η ταχύτητα των μονάδων δίσκου είναι εξίσου σημαντική. Οι προδιαγραφές SATA 3.0 περιόρισαν το εύρος ζώνης πραγματικού κόσμου ενός SSD στη διασύνδεση μονάδας δίσκου σε περίπου 600MB / s, κάτι που έχουν φτάσει πολλές μονάδες δίσκου. Οι προδιαγραφές SATA 3.2 εισήγαγαν μια νέα μικτή προσέγγιση για τη διεπαφή M.2 ακριβώς όπως έκανε και με την SATA Express . Στην ουσία, μια νέα κάρτα M.2 μπορεί να χρησιμοποιήσει είτε τις υπάρχουσες προδιαγραφές SATA 3.0 και να περιοριστεί στα 600MB / s είτε θα μπορούσε να επιλέξει να χρησιμοποιήσει PCI-Express που παρέχει εύρος ζώνης 1GB / s κάτω από την τρέχουσα έκδοση PCI-Express 3.0 πρότυπα. Τώρα που η ταχύτητα 1GB / s είναι για μία λωρίδα PCI-Express. Είναι δυνατή η χρήση πολλαπλών λωρίδων και σύμφωνα με την προδιαγραφή M.2 SSD, μπορούν να χρησιμοποιηθούν έως και τέσσερις λωρίδες. Χρησιμοποιώντας δύο λωρίδες θα παρέχει 2.0GB / s ενώ τέσσερις λωρίδες μπορούν να παρέχουν έως και 4.0GB / s. Με την τελική έκδοση του PCI-Express 4.0, αυτές οι ταχύτητες θα διπλασιαστούν.
Τώρα, όχι όλα τα συστήματα πρόκειται να επιτύχουν αυτές τις ταχύτητες. Η μονάδα δίσκου M.2 και η διεπαφή στον υπολογιστή πρέπει να ρυθμιστούν με τον ίδιο τρόπο λειτουργίας. Η διεπαφή M.2 έχει σχεδιαστεί για να χρησιμοποιεί είτε τη λειτουργία SATA παλαιού τύπου είτε τις νεότερες λειτουργίες PCI-Express, αλλά η μονάδα θα επιλέξει ποια συσκευή θα χρησιμοποιήσει. Για παράδειγμα, μια μονάδα δίσκου M.2 που έχει σχεδιαστεί με λειτουργία παλαιού τύπου SATA θα περιορίζεται σε αυτήν την ταχύτητα 600MB / s. Τώρα, η μονάδα δίσκου M.2 μπορεί να είναι συμβατή με PCI-Express μέχρι 4 λωρίδες (x4), αλλά ο υπολογιστής χρησιμοποιεί μόνο δύο λωρίδες (x2). Αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα μέγιστες ταχύτητες μόλις 2.0GB / s. Για να έχετε την πιο δυνατή ταχύτητα, θα πρέπει να ελέγξετε και το τι υποστηρίζει η μονάδα δίσκου και ο υπολογιστής ή η μητρική πλακέτα.
Μικρότερα και μεγαλύτερα μεγέθη
Ένας από τους στόχους του σχεδιασμού του δίσκου M.2 ήταν να μειώσει το συνολικό μέγεθος της συσκευής αποθήκευσης. Αυτό επιτυγχάνεται με έναν από τους διάφορους τρόπους. Πρώτον, έκαναν τα χαρτιά στενότερα από τον προηγούμενο παράγοντα φόρμας mSATA . Οι κάρτες M.2 έχουν πλάτος μόλις 22mm σε σύγκριση με τα 30mm του mSATA. Οι κάρτες μπορούν επίσης να βραχυκυκλωθούν με μήκος μόλις 30mm σε σύγκριση με τα 50mm του mSATA. Η διαφορά είναι ότι οι κάρτες M.2 υποστηρίζουν και μακρύτερα μήκη έως και 110mm, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να είναι μεγαλύτερο, πράγμα που προσφέρει περισσότερο χώρο για μάρκες και συνεπώς υψηλότερες χωρητικότητες.
Εκτός από το μήκος και το πλάτος των καρτών, υπάρχει επίσης η δυνατότητα για μονόπλευρες ή διπλής όψης σανίδες M.2. Γιατί τα δύο διαφορετικά πάχη; Λοιπόν, οι πλακέτες μονής όψης προσφέρουν ένα πολύ λεπτό προφίλ και είναι χρήσιμες για φορητούς υπολογιστές ultra-thin. Μια πλακέτα διπλής όψεως, από την άλλη πλευρά, επιτρέπει την εγκατάσταση δύο φορές περισσότερων μαρκών σε μια πλακέτα M.2 για μεγαλύτερες χωρητικότητες αποθήκευσης, κάτι που είναι χρήσιμο για εφαρμογές μικρού μεγέθους γραφείου, όπου ο χώρος δεν είναι τόσο σημαντικός. Το πρόβλημα είναι ότι πρέπει να γνωρίζετε το είδος του συνδέσμου M.2 στον υπολογιστή, πέρα από τον χώρο για το μήκος της κάρτας. Οι περισσότεροι φορητοί υπολογιστές θα χρησιμοποιούν μόνο έναν σύνδεσμο μονής όψης, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν κάρτες M.2 διπλής όψης.
Λειτουργίες εντολών
Για περισσότερο από μια δεκαετία, η SATA έχει κάνει αποθήκευση για υπολογιστές plug and play. Αυτό συμβαίνει χάρη στην πολύ απλή στη χρήση διεπαφή αλλά και λόγω της δομής εντολών AHCI (Advanced Host Controller Interface). Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο ο υπολογιστής μπορεί να επικοινωνήσει με τις συσκευές αποθήκευσης. Είναι ενσωματωμένο σε όλα τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα και συνεπώς δεν χρειάζεται να εγκατασταθούν πρόσθετα προγράμματα οδήγησης στο λειτουργικό σύστημα όταν προσθέτουμε νέους δίσκους. Έχει δουλέψει μεγάλη, αλλά αναπτύχθηκε στην εποχή των σκληρών δίσκων που έχουν περιορισμένη ικανότητα να επεξεργάζονται τις οδηγίες λόγω της φυσικής φύσης των δίσκων και των δίσκων. Μια απλή ουρά εντολών με 32 εντολές ήταν αρκετή. Το πρόβλημα είναι ότι οι μονάδες SSD μπορούν να κάνουν πολύ περισσότερα, αλλά περιορίζονται από τους οδηγούς AHCI.
Για να εξαλειφθεί αυτή η συμφόρηση και να βελτιωθεί η απόδοση, η δομή και τα προγράμματα οδήγησης NVMe (Non-volatile Memory Express) αναπτύχθηκαν ως μέσο εξάλειψης αυτού του προβλήματος για μονάδες SSD. Αντί να χρησιμοποιεί μία ουρά εντολών, παρέχει έως και 65.536 ουρές εντολών με τις 65.536 εντολές ανά ουρά. Αυτό επιτρέπει περισσότερη παράλληλη επεξεργασία των αιτημάτων ανάγνωσης και εγγραφής αποθήκευσης, τα οποία θα βοηθήσουν στην αύξηση της απόδοσης μέσω της δομής εντολών AHCI.
Ενώ αυτό είναι σπουδαίο, υπάρχει κάποιο πρόβλημα. Το AHCI ενσωματώνεται σε όλα τα σύγχρονα λειτουργικά συστήματα, αλλά το NVMe δεν είναι. Προκειμένου να αποκτήσετε το μεγαλύτερο δυνατό δυναμικό από τις μονάδες δίσκου, τα προγράμματα οδήγησης πρέπει να εγκατασταθούν στην κορυφή των υπαρχόντων λειτουργικών συστημάτων για να χρησιμοποιήσετε αυτή τη νέα λειτουργία εντολών. Αυτό είναι ένα πρόβλημα για πολλούς ανθρώπους σε παλαιότερα λειτουργικά συστήματα. Ευτυχώς, η προδιαγραφή της μονάδας δίσκου M.2 επιτρέπει τη χρήση οποιασδήποτε από τις δύο λειτουργίες. Αυτό καθιστά ευκολότερη την υιοθέτηση της νέας διεπαφής με τους υπάρχοντες υπολογιστές και τεχνολογίες χρησιμοποιώντας τη δομή εντολών AHCI. Στη συνέχεια, καθώς η υποστήριξη για τη δομή εντολών NVMe βελτιώνεται στο λογισμικό, οι ίδιοι δίσκοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν με αυτήν τη νέα λειτουργία εντολών. Ακριβώς να είστε προειδοποιημένοι ότι η εναλλαγή μεταξύ των δύο τρόπων λειτουργίας θα απαιτήσει τη μετατροπή των μονάδων δίσκου.
Βελτιωμένη κατανάλωση ενέργειας
Οι κινητοί υπολογιστές έχουν περιορισμένους χρόνους λειτουργίας, ανάλογα με το μέγεθος των μπαταριών τους και την ισχύ που αναλαμβάνουν τα διάφορα εξαρτήματα. Οι μονάδες στερεάς κατάστασης παρείχαν ορισμένες σημαντικές μειώσεις στην κατανάλωση ενέργειας του στοιχείου αποθήκευσης, έτσι ώστε να έχουν βελτιωθεί η διάρκεια ζωής της μπαταρίας, αλλά υπάρχει περιθώριο βελτίωσης. Δεδομένου ότι η διασύνδεση SSD M.2 είναι μέρος των προδιαγραφών SATA 3.2, περιλαμβάνει και ορισμένα άλλα χαρακτηριστικά πέρα από τη διασύνδεση. Αυτό περιλαμβάνει μια νέα λειτουργία που ονομάζεται DevSleep. Δεδομένου ότι όλο και περισσότερα συστήματα έχουν σχεδιαστεί για να μεταβαίνουν σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας όταν είναι κλειστά ή απενεργοποιημένα αντί να τροφοδοτούνται εντελώς προς τα κάτω, υπάρχει συνεχής έλξη στη μπαταρία για να διατηρούνται ορισμένα δεδομένα ενεργά για γρήγορη αποκατάσταση όταν οι συσκευές ξυπνούν. Το DevSleep μειώνει την ισχύ που χρησιμοποιείται από συσκευές όπως οι SSD M.2, δημιουργώντας μια νέα κατάσταση χαμηλότερης ισχύος. Αυτό θα βοηθήσει στην παράταση του χρόνου λειτουργίας για τα συστήματα που τίθενται σε κατάσταση νάρκης και όχι προς τη χρήση μεταξύ των χρήσεων.
Προβλήματα εκκίνησης
Η διεπαφή M.2 είναι μια εξαιρετική προσθήκη στο χώρο αποθήκευσης του υπολογιστή και η δυνατότητα βελτίωσης της απόδοσης των υπολογιστών μας. Ωστόσο, υπάρχει ένα μικρό πρόβλημα με την έγκαιρη υλοποίησή του. Για να επιτύχετε την καλύτερη απόδοση από τη νέα διεπαφή, ο υπολογιστής πρέπει να χρησιμοποιεί το δίαυλο PCI-Express, διαφορετικά λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως οποιαδήποτε υπάρχουσα μονάδα δίσκου SATA 3.0. Αυτό δεν φαίνεται να είναι μια μεγάλη υπόθεση, αλλά είναι στην πραγματικότητα ένα πρόβλημα με πολλές από τις πρώτες μητρικές κάρτες που χρησιμοποιούν το χαρακτηριστικό γνώρισμα. Οι μονάδες SSD προσφέρουν την καλύτερη εμπειρία όταν χρησιμοποιούνται ως μονάδα δίσκου ρίζας ή εκκίνησης. Το πρόβλημα είναι ότι το υπάρχον λογισμικό των Windows έχει ένα πρόβλημα με πολλούς δίσκους που εκκινούν από το δίαυλο PCI-Express και όχι από το SATA. Αυτό σημαίνει ότι η κατοχή μίας μονάδας δίσκου M.2 που χρησιμοποιεί το PCI-Express ενώ γρήγορα δεν θα είναι η κύρια μονάδα όπου είναι εγκατεστημένο το λειτουργικό σύστημα ή τα προγράμματα. Το αποτέλεσμα είναι μια γρήγορη μονάδα δεδομένων, αλλά όχι η μονάδα εκκίνησης.
Όλοι οι υπολογιστές και τα λειτουργικά συστήματα δεν έχουν αυτό το ζήτημα. Για παράδειγμα, η Apple έχει αναπτύξει OS X για να χρησιμοποιήσει το δίαυλο PCI-Express για διαμερίσματα ρίζας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η Apple άλλαξε τις μονάδες SSD σε PCI-Express στο MacBook Air 2013 προτού οριστικοποιηθούν οι προδιαγραφές M.2. Η Microsoft έχει ενημερώσει τα Windows 10 για να υποστηρίξει πλήρως τις νέες μονάδες PCI-Express και NVMe αν το υλικό που εκτελείται μπορεί επίσης. Οι παλαιότερες εκδόσεις των Windows ενδέχεται να είναι σε θέση να υποστηρίξουν το υλικό και να εγκατασταθούν εξωτερικά προγράμματα οδήγησης.
Πώς να χρησιμοποιήσετε το M.2 Μπορείτε να καταργήσετε άλλες λειτουργίες
Ένας άλλος τομέας που απασχολεί ιδιαίτερα τις επιτραπέζιες μητρικές πλακέτες σχετίζεται με το πώς η διασύνδεση M.2 συνδέεται με το υπόλοιπο σύστημα. Βλέπετε ότι υπάρχει ένας περιορισμένος αριθμός λωρίδων PCI-Express μεταξύ του επεξεργαστή και του υπόλοιπου υπολογιστή. Για να χρησιμοποιήσετε μια υποδοχή κάρτας M.2 συμβατή με PCI-Express, ο κατασκευαστής της μητρικής πλακέτας πρέπει να απομακρύνει τις λωρίδες PCI-Express από άλλα στοιχεία του συστήματος. Ο τρόπος με τον οποίο κατανέμονται αυτές οι λωρίδες PCI-Express μεταξύ των συσκευών στις πλακέτες αποτελεί βασική μέριμνα. Για παράδειγμα, ορισμένοι κατασκευαστές μοιράζονται τις λωρίδες PCI-Express με θύρες SATA. Έτσι, η χρήση της υποδοχής κίνησης M.2 μπορεί να αφαιρέσει πάνω από τέσσερις υποδοχές SATA. Σε άλλες περιπτώσεις. το M.2 μπορεί να μοιράζεται αυτές τις λωρίδες με άλλες υποδοχές επέκτασης PCI-Express. Βεβαιωθείτε ότι έχετε ελέγξει τον τρόπο με τον οποίο σχεδιάστηκε η πλακέτα για να βεβαιωθείτε ότι η χρήση του M.2 δεν θα παρεμποδίσει την πιθανή χρήση άλλων σκληρών δίσκων SATA, μονάδων DVD ή Blu-ray ή άλλων καρτών επέκτασης.