Budući da računala, osobito prijenosna računala, i dalje imaju manju količinu, komponente kao što su pogoni za pohranu koji su potrebni tako da se odgovarajuće smanji. Uvođenjem diskova u čvrstom stanju , postalo je malo lakše smjestiti ih u sve tanke dizajne poput Ultrabooks, ali problem je nastavio koristiti industrijski standard SATA sučelje. Na kraju, mSATA sučelje je dizajnirano za stvaranje tanke profile kartice koja bi mogla i dalje komunicirati s SATA sučeljem. Sada je problem što SATA 3.0 standardi ograničavaju performanse SSD-ova. Kako bi se ispravili ti problemi, potreban je novi oblik kompaktnog sučelja kartica. Izvorno se zove NGFF (Next Generation Form Factor), novo sučelje konačno se standardizira u novo M.2 pogonsko sučelje pod SATA inačicom 3.2.
Brže brzine
Iako je veličina, naravno, faktor u razvoju novog sučelja, brzina pogona jednako je važna. Specifikacije SATA 3.0 ograničile su širinu frekvencije u stvarnom svijetu SSD-a na sučelju pogona na oko 600 MB / s, nešto što su mnogi pogoni dosegli. Specifikacije SATA 3.2 uveli su novi mješoviti pristup za M.2 sučelje baš kao i SATA Express . U biti, nova M.2 kartica može koristiti postojeće specifikacije SATA 3.0 i biti ograničena na 600 MB / s ili bi umjesto toga mogla odabrati korištenje PCI-Expressa koji osigurava širinu pojasa od 1 GB / s ispod trenutnog PCI-Express 3.0 standardi. Sada je brzina od 1 GB / s za jednu PCI-Express traku. Moguće je koristiti više traka i pod M.2 SSD specifikacijom, može se koristiti do četiri trake. Korištenje dvaju traka omogućilo bi 2,0 GB / s, a četiri linije mogu pružiti do 4,0 GB / s. S mogućim oslobađanjem PCI-Express 4.0, ove brzine bi se udvostručile.
Sada neće svi sustavi postići te brzine. M.2 pogon i sučelje na računalu moraju biti postavljeni u istom načinu rada. Sučelje M.2 dizajnirano je za korištenje starog SATA moda ili novijih PCI-Express modova, ali pogon će odabrati koji će se koristiti. Na primjer, M.2 pogon dizajniran s SATA naslijeđenim načinom bit će ograničen na brzinu od 600 MB / s. Sada pogon M.2 može biti kompatibilan s PCI-Expressom do 4 trake (x4), ali računalo koristi samo dvije trake (x2). To bi rezultiralo maksimalnim brzinama od samo 2,0 GB / s. Da biste dobili maksimalnu brzinu, morat ćete provjeriti kako pogon i računalo ili matična ploča podržavaju.
Manje i veće veličine
Jedan od ciljeva dizajna pogona M.2 bio je smanjiti ukupnu veličinu uređaja za pohranu. To se postiže na jedan od nekoliko različitih načina. Prvo, kartice su bile uže od prethodnog faktora formata mSATA . M.2 kartice su samo 22mm širine u odnosu na 30mm od mSATA. Kartice također mogu biti kratke kao samo 30 mm duge u usporedbi s 50mm mSATA. Razlika je u tome što M.2 karte također podržavaju duže duljine do 110 mm, što znači da može biti veće što omogućuje više prostora za čips i time veće kapacitete.
Uz duljinu i širinu kartica, postoji i mogućnost za jednostrane ili dvostrane M.2 ploče. Zašto dvije različite debljine? Pa, jednostrane ploče pružaju vrlo tanki profil i korisne su za ultra prijenosna računala. Dvostrana ploča, s druge strane, omogućuje dvostruko više žetona za montažu na M.2 ploču za veće kapacitete pohrane, što je korisno za kompaktne desktop aplikacije gdje prostor nije tako važan. Problem je u tome što morate biti svjesni kakav je M.2 konektor na računalu uz prostor za duljinu kartice. Većina prijenosnih računala koristit će samo jedan jednostrani konektor, što znači da ne mogu koristiti dvostrane M.2 kartice.
Načini naredbi
Više od desetljeća, SATA je napravila pohranu za računala koja se uključuju i reproduciraju. To je zahvaljujući vrlo jednostavnom sučelju za korištenje, ali i zbog komandne strukture AHCI (Advanced Host Controller Interface). To je način na koji računalo može komunicirati upute s uređajima za pohranu. Ugrađen je u sve moderne operacijske sustave i stoga ne zahtijeva da se u operacijski sustav instaliraju dodatni upravljački programi kada dodamo nove pogone. Djelovalo je sjajno, no razvijalo se u doba tvrdih diskova koji imaju ograničenu sposobnost obrade uputa zbog fizičke prirode pogonskih glava i ploča. Jedinstveni naredbeni red s 32 naredbe bio je dovoljan. Problem je u tome što statički diskovi mogu učiniti mnogo više, ali ih ograničavaju upravljački programi AHCI.
Kako bi se uklonili ovaj usko grlo i poboljšali performanse, naredba i upravljački programi NVMe (Non-Volatile Memory Express) razvijeni su kao sredstvo za uklanjanje ovog problema za statičke diskove. Umjesto korištenja jednog naredbenog retka, on pruža do 65.536 naredbenog reda s najviše 65.536 naredbi po redu. To omogućava više paralelne obrade zahtjeva za čitanje i pisanje pohranjivanja, što će pomoći u povećanju performansi preko AHCI zapovjedne strukture.
Iako je ovo sjajno, postoji problem. AHCI je ugrađen u sve moderne operacijske sustave, ali NVMe nije. Kako bi dobili najviše potencijala iz pogona, vozači moraju biti instalirani na vrhu postojećih operativnih sustava za korištenje ovog novog naredbenog načina. To je problem za mnoge ljude na starijim operativnim sustavima. Srećom, specifikacija pogona M.2 omogućuje korištenje bilo kojeg od dva načina. Time se olakšava usvajanje novog sučelja postojećim računalima i tehnologijama pomoću AHCI naredbe. Zatim, budući da se podrška NVMe zapovjednoj strukturi poboljša u softver, isti diskovi mogu se koristiti s ovim novim naredbama. Upozorenje je da se prebacivanje između dva načina rada zahtijeva da se pogoni preoblikuju.
Poboljšana potrošnja energije
Mobilna računala imaju ograničeno vrijeme rada ovisno o veličini njihovih baterija i snazi koju izvlače različite komponente. Pogoni na čvrstom stanju omogućili su značajna smanjenja potrošnje energije komponente za pohranu tako da su imali poboljšani vijek trajanja baterije, ali ima prostora za poboljšanje. Budući da je M.2 SSD sučelje dio SATA 3.2 specifikacija, ona također uključuje i neke druge značajke izvan samo sučelja. To uključuje novu značajku koja se naziva DevSleep. Kako je sve više i više sustava osmišljeno da se uključe u stanje mirovanja kada se zatvore ili isključe, a ne potpuno napajanje, stalno se privlači baterija kako bi neki podaci bili aktivni za brzi oporavak kad se uređaji budu probudili. DevSleep smanjuje količinu energije koju koriste uređaji poput M.2 SSD-a stvaranjem nove niže razine napajanja. To bi trebalo pomagati u produljenju vremena rada za one sustave koji će se spavati umjesto da se isključe između upotrebe.
Problemi s dizanjem
Sučelje M.2 izvrstan je dodatak pohrani računala i mogućnostima poboljšanja performansi naših računala. Ipak, postoji mali problem s njegovom ranom provedbom. Da biste dobili najbolje performanse iz novog sučelja, računalo mora koristiti PCI-Express autobus, inače, radi samo kao i svaki postojeći SATA 3.0 pogon. To ne izgleda kao velika stvar, ali zapravo je problem s mnogim prvih nekoliko matičnih ploča koje koriste ovu značajku. SSD diskovi nude najbolje iskustvo kada se koriste kao root ili pogon za podizanje sustava. Problem je u tome što postojeći Windows softver ima problem s mnogim pogonima koji se dizaju s PCI-Express sabirnice umjesto s SATA-om. To znači da imate M.2 pogon pomoću PCI-Expressa dok brzo nećete biti primarni pogon na kojem su instalirani operacijski sustavi ili programi. Rezultat je brz prijenos podataka, ali ne i čizma.
Nisu sva računala i operacijski sustavi imaju ovaj problem. Na primjer, Apple je razvio OS X da koristi PCI-Express autobus za root particije. To je zato što su Apple prebacili svoje SSD diskove na PCI-Express u 2013 MacBook Air prije nego što su M.2 specifikacije finalizirane. Microsoft je obnovio Windows 10 kako bi u potpunosti podržao nova PCI-Express i NVMe pogona ako i hardver na kojemu se pokreće. Starije verzije sustava Windows mogu biti u mogućnosti ako je hardver podržan i instalirani vanjski upravljački programi.
Kako korištenje M.2 može ukloniti druge značajke
Još jedno područje zabrinutosti, posebno s matičnim pločama na radnoj površini, odnosi se na povezivanje M.2 sučelja s ostatkom sustava. Vidite da postoji ograničen broj PCI-Express traka između procesora i ostatka računala. Da biste koristili utor za M.2 karticu kompatibilan s PCI-Express, proizvođač matične ploče mora odvesti te PCI-Express trake od drugih komponenti na sustavu. Glavna je zabrinutost kako se te PCI-Express trake dijeli između uređaja na pločama. Primjerice, neki proizvođači dijele PCI-Express trake s SATA priključcima. Na taj način, korištenje M.2 pogonskog utora može odnijeti više od četiri SATA utora. U drugim slučajevima. M.2 može dijeliti te trake s drugim utorima za proširenje PCI-Express. Svakako provjerite kako je ploča dizajnirana kako bi se osiguralo korištenje M.2 neće ometati potencijalnu upotrebu drugih SATA tvrdih diskova , DVD ili Blu-ray pogona ili drugih kartica za proširenje.