Gniazdo rozszerzeń m2. Jaka jest różnica między dyskami SSD sata a dyskami SSD m2? Nowe rozwiązania w przechowywaniu danych

06.02.2024 -

#M.2_key #M.2_socket_3 #M.2_type #M.2_socket #M.2_wifi #2230 #2242 #2260 #2280 #22110

M.2 (NGFF)– ogólna nazwa formatu lub interfejsu fizycznego dla dysków SSD, mobilnych adapterów WiFi, modemów 3G/4G i innych komponentów komputerowych do miniaturowych urządzeń, takich jak tablety, ultrabooki lub nettopy.

O nowej obudowie rozmawialiśmy już na przykładzie – materiał ten znajdziecie pod linkiem.
Jednak M.2 został zaprojektowany nie tylko dla dysków SSD, ale także dla WiFi, WiGig, adapterów Bluetooth, modułów GPS/GLONASS (GNSS), modułów NFC i innych urządzeń i czujników.

Wcześniej w urządzeniach mobilnych wymienione moduły i adaptery były łączone za pomocą złącza mini PCI Express i miały popularną kartę Mini Card o pełnej lub połowie długości. Z kolei kompaktowe dyski SSD miały tę samą formę Mini Card, ale z interfejsem mSATA.

M.2 lub współczynnik kształtu nowej generacji zastąpił mSATA i mini PCIe, łącząc i rozszerzając opcje łączności, ponieważ jest w stanie współpracować z dużą liczbą interfejsów logicznych (interfejs hosta). Dodatkowo złącze M.2 zajmuje mniej miejsca w urządzeniu mobilnym, a możliwości konstrukcyjnych w porównaniu do Mini Card jest kilkukrotnie więcej ze względu na pojawienie się kilku rozmiarów M.2 (NGFF) w zależności od szerokości i wysokości .

Co musisz wiedzieć o M.2?

Specyfikacja M.2 (NGFF) obejmuje urządzenia, które można wlutować do płyty głównej, a także urządzenie, które można podłączyć do różnych urządzeń. Złącze M.2 zajmuje o 20% mniej miejsca niż złącze mini PCIe. Złącze M.2 posiada łącznie 67 pinów, które można oddzielić przegrodami - klawiszami. W zależności od rodzaju klucza przyjmuje się, że podłączone urządzenia są rozdzielone zgodnie z ich przeznaczeniem.

Logicznymi interfejsami złącza M.2 mogą być PCI Express, SATA, USB, Display Port, I2C, SDIO, UART i inne.

Rozmiary urządzeń M.2 są ustandaryzowane i pogrupowane według typów. Szerokość urządzeń M.2 może wynosić 12, 16, 22 lub 30 milimetrów. Długość – 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 lub 110 milimetrów. Na przykład dysk SSD M.2 o szerokości 22 mm i długości 80 mm jest oznaczony jako „Type2280”. (wyraźnie pokazane na schemacie urządzeń M.2 według rozmiaru).

Ustandaryzowana jest także grubość urządzeń M.2, a dokładniej wystających elementów na górze i na dole. Urządzenia mogą być jednostronne lub dwustronne – elementy mogą być umieszczone po jednej stronie płytki drukowanej lub po dwóch.

Oznaczenie w nomenklaturze urządzeń M.2 (NGFF).

Typ XX XX- XX-X-X* Typ XX XX-XX- X-X* Przyszły interfejs pamięci (FMI)

Nazwa klucza M.2 (Identyfikator klucza)	Liczba zaangażowanych styków złącza M.2, szt.	Opcje interfejsu logicznego gniazda M.2
A	8-15	PCIe x2/USB/I2C/DP x4
B	12-19	PCIe x2/SATA/USB/PMC/IUM/SSIC/UART-I2C
C	16-23
D	20-27	Klucz zarezerwowany do wykorzystania w przyszłości
mi	24-31	PCIe x2/USB/I2C-ME/SDIO/UART/PCM
F	28-35
G	39-46	Nie będzie używany ze standardowymi urządzeniami M.2. Zarezerwowane dla urządzeń innych firm.
H	43-50	Klucz zarezerwowany do wykorzystania w przyszłości
J	47-54	Klucz zarezerwowany do wykorzystania w przyszłości
K	51-58	Klucz zarezerwowany do wykorzystania w przyszłości
L	55-62	Klucz zarezerwowany do wykorzystania w przyszłości
M	59-66	PCIex4/SATA

* - Jeżeli wskazana jest druga litera klucza, to moduł jest uniwersalny, kompatybilny z dwoma typami kluczy w złączu M.2.

Przykładowo można go rozszyfrować następująco: szerokość – 22 mm, długość 80 mm, układ dwustronny, elementy wystające od góry i od dołu na 1,35 mm, przystosowany do montażu w szczelinie z kluczami B lub M.

Ogólnie rzecz biorąc, producenci często nie wskazują nomenklatury oznaczeń modułów M.2. Ale w rzeczywistości oznaczenie można zestawić niezależnie na podstawie znaków wizualnych, a także prostych pomiarów urządzenia.

Które urządzenia M.2 (NGFF) korzystają ze złącza M.2 z klawiszami A, E, B, M?

Czym są Socket 1, Socket 2, Socket 3 w zastosowaniu do urządzeń M.2 (NGFF)?

Rzeczywiście napotkano koncepcję gniazda dla urządzeń M.2. Zasada podziału jest wyraźnie pokazana w poniższej tabeli:

	Przylutowany do płyty głównej			Do montażu w złączu M.2
	Rozmiar modułu M.2	Wysokość	Styki są identyczne jak w kluczu	Klucz do złącza M.2	Rozmiar modułu M.2	Wysokość modułu	Klucz złącza M.2 na module
Gniazdo 1 Zazwyczaj moduły komunikacyjne (adaptery WIFi, Bluetooth, NFC itp.)	1216	S1	mi
				A, E	1630	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
	2226	S3	mi	A, E	2230	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
	3026	S3	A	A, E	3030	S1, D1, S3, D3, D4	A, E, A+E
Gniazdo 2 Dla kompaktowych modemów 3G/4G M.2, ale może pojawić się inny sprzęt				B	3042	S1, D1, S3, D3, D4	B
Gniazdo 2 Do dysków SSD M.2 i innych urządzeń z kluczem uniwersalnym B+M				B	2230	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
				B	2242	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
				B	2260	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
				B	2280	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
				B	22110	S2, D2, S3, D3, D5	B+M
Gniazdo 3 Tylko dla dysków SSD z interfejsem M.2 (przynajmniej na razie)				M	2242	S2, D2, S3, D3, D5	M, B+M
				M	2260	S2, D2, S3, D3, D5	M, B+M
				M	2280	S2... D2, S3, D3, D5	M, B+M
				M	22110	S2... D2, S3, D3, D5	M, B+M

Z danych zawartych w tabeli wynika, że W gnieździe klucza M.2 M można zainstalować dowolny dysk SSD z kluczem uniwersalnym B+M. Z kolei Fizycznie niemożliwe jest zainstalowanie dysku SSD z kluczem M w gnieździe B, nawet jeśli interfejs logiczny urządzeń jest taki sam.

Z tego powodu producenci płyt głównych do montażu dysków SSD udostępniają złącze M.2 z kluczem M i dwoma interfejsami logicznymi do wyboru - PCIe lub SATA. Są jednak wyjątki, gdy złącze M.2 na płycie jest podłączone tylko do magistrali PCIe lub tylko do kontrolera SATA - przy wyborze właściwego należy zachować większą ostrożność.

Zarówno w przeszłości, jak i w tym roku artykuły na temat dysków SSD można śmiało zaczynać od tego samego fragmentu: „Rynek dysków półprzewodnikowych stoi u progu poważnych zmian”. Od kilku miesięcy z niecierpliwością czekamy na moment, w którym producenci wreszcie zaczną wypuszczać na rynek zasadniczo nowe modele masowo produkowanych dysków SSD do komputerów osobistych, które zamiast zwykłego interfejsu SATA 6 Gb/s będą wykorzystywać szybszą magistralę PCI Express. Ale w jasnym momencie, kiedy rynek zostaje zalany świeżymi i zauważalnie wydajniejszymi rozwiązaniami, wszystko jest odkładane i odkładane, głównie z powodu opóźnień w realizacji niezbędnych sterowników. Te pojedyncze modele konsumenckich dysków SSD z magistralą PCI Express, które faktycznie się pojawiają, mają nadal wyraźnie eksperymentalny charakter i nie mogą nas zadziwić swoją wydajnością.

W tak niespokojnym oczekiwaniu na zmiany łatwo stracić z oczu inne wydarzenia, które choć nie mają zasadniczego wpływu na całą branżę, to jednak są również ważne i interesujące. U nas przydarzyło się coś podobnego: nowe trendy, na które do tej pory prawie nie zwracaliśmy uwagi, rozprzestrzeniły się niezauważone na konsumenckim rynku dysków SSD. W sprzedaży masowo zaczęły pojawiać się dyski SSD nowego formatu – M.2. Jeszcze kilka lat temu o tym formacie mówiono jedynie jako o obiecującym standardzie, ale w ciągu ostatniego półtora roku udało mu się zdobyć ogromną liczbę zwolenników zarówno wśród twórców platform, jak i producentów dysków SSD. Dzięki temu dyski M.2 nie są dziś rzadkością, ale codziennością. Są produkowane przez wielu producentów, są swobodnie sprzedawane w sklepach i są instalowane w komputerach na całym świecie. Co więcej, format M.2 znalazł dla siebie miejsce nie tylko w systemach mobilnych, dla których był pierwotnie przeznaczony. Wiele płyt głównych do komputerów stacjonarnych jest dziś również wyposażonych w gniazdo M.2, dzięki czemu tego typu dyski SSD aktywnie penetrują także klasyczne komputery stacjonarne.

Biorąc to wszystko pod uwagę, doszliśmy do wniosku, że należy zwrócić szczególną uwagę na dyski półprzewodnikowe w formacie M.2. Pomimo tego, że wiele modeli takich pendrive'ów to analogi zwykłych 2,5-calowych dysków SSD SATA, które na bieżąco testujemy w naszym laboratorium, wśród nich znajdują się również produkty oryginalne, nie posiadające bliźniaków klasycznej formy. Postanowiliśmy więc nadrobić zaległości i przeprowadzić pojedynczy, skonsolidowany test najpopularniejszych pojemności dysków SSD M.2 dostępnych w krajowych sklepach: 128 i 256 GB. Moskiewska firma „ Szacunek", oferując niezwykle szeroką gamę dysków SSD, w tym także tych w formacie M.2.

⇡ Jedność i różnorodność świata M.2

Gniazda i karty formatu M.2 (wcześniej format ten nosił nazwę Next Generation Form Factor - NGFF) zostały pierwotnie opracowane jako szybszy i bardziej kompaktowy zamiennik mSATA - popularnego standardu stosowanego przez dyski półprzewodnikowe w różnych platformach mobilnych. Jednak w przeciwieństwie do swojego poprzednika, M.2 oferuje zasadniczo większą elastyczność zarówno w częściach logicznych, jak i mechanicznych. Nowy standard opisuje kilka opcji długości i szerokości kart, a także umożliwia wykorzystanie zarówno interfejsu SATA, jak i szybszego interfejsu PCI Express do podłączenia dysków SSD.

Nie ma wątpliwości, że PCI Express zastąpi interfejsy napędów, do których jesteśmy przyzwyczajeni. Bezpośrednie wykorzystanie tej magistrali bez dodatkowych dodatków pozwala zredukować opóźnienia w dostępie do danych, a dzięki jej skalowalności znacznie zwiększa przepustowość. Nawet dwie linie PCI Express 2.0 mogą zapewnić znacząco wyższe prędkości przesyłu danych w porównaniu ze zwykłym interfejsem SATA 6 Gb/s, a standard M.2 pozwala na podłączenie dysku SSD za pomocą aż czterech linii PCI Express 3.0. Ta podstawa wzrostu przepustowości doprowadzi do powstania nowej generacji szybkich dysków półprzewodnikowych, które będą zdolne do szybszego ładowania systemu operacyjnego i aplikacji, a także zmniejszonych opóźnień podczas przenoszenia dużych ilości danych.

Interfejs SSD	Maksymalna teoretyczna przepustowość	Maksymalna rzeczywista przepustowość (szacowana)
SATAIII	6 Gbit/s (750 MB/s)	600 MB/s
PCIe 2.0x2	8 Gbit/s (1 GB/s)	800 MB/s
PCIe 2.0x4	16 Gbit/s (2 GB/s)	1,6 GB/s
PCIe 3.0x4	32 Gbit/s (4 GB/s)	3,2 GB/s

Formalnie standard M.2 to mobilna wersja protokołu SATA Express, opisana w specyfikacji SATA 3.2. Jednak w ciągu ostatnich kilku lat złącze M.2 stało się znacznie bardziej rozpowszechnione niż SATA Express: złącza M.2 można obecnie znaleźć na obecnych płytach głównych i laptopach, a dyski SSD w formacie M.2 są powszechnie dostępne w sprzedaży. SATA Express nie może pochwalić się takim wsparciem ze strony branży. Częściowo wynika to z większej elastyczności M.2: w zależności od implementacji interfejs ten może być kompatybilny z urządzeniami korzystającymi z protokołów SATA, PCI Express, a nawet USB 3.0. Co więcej, w maksymalnej wersji M.2 obsługuje aż cztery linie PCI Express, podczas gdy złącza SATA Express są w stanie przesyłać dane tylko dwiema takimi liniami. Innymi słowy, dzisiejsze gniazda M.2 wydają się być nie tylko wygodne, ale także bardziej obiecującą podstawą dla przyszłych dysków SSD. Nie tylko nadają się do zastosowań mobilnych i stacjonarnych, ale są również w stanie zapewnić najwyższą przepustowość spośród wszystkich dostępnych opcji łączności SSD dla konsumentów.

Biorąc jednak pod uwagę fakt, że kluczową właściwością standardu M.2 jest różnorodność jego typów, należy pamiętać, że nie wszystkie dyski M.2 są takie same, a ich kompatybilność z różnymi opcjami dla odpowiednich gniazd jest inna historia. Zacznijmy od tego, że dostępne na rynku płyty SSD w formacie M.2 mają szerokość 22 mm i są dostępne w pięciu długościach: 30, 42, 60, 80 lub 110 mm. Wymiar ten znajduje odzwierciedlenie w oznaczeniach, np. format M.2 2280 oznacza, że karta napędowa ma szerokość 22 mm i długość 80 mm. W przypadku gniazd M.2 zwykle podawana jest pełna lista wymiarów kart pamięci, z którymi mogą być one fizycznie kompatybilne.

Drugą cechą różnicującą różne warianty M.2 są „klucze” w gnieździe gniazda i odpowiednio w złączu kasetowym kart, które uniemożliwiają instalację kart dyskowych w złączach, które są z nimi logicznie niezgodne. Na chwilę obecną dysk SSD M.2 wykorzystuje dwie kluczowe lokalizacje z jedenastu różnych pozycji opisanych w specyfikacji. Dwie kolejne opcje są stosowane na kartach WLAN i Bluetooth w formacie M.2 (tak, to też się zdarza - na przykład karta bezprzewodowa Intel 7260NGW), a siedem kluczowych pozycji jest zarezerwowanych na przyszłość.

Gniazda M.2 mogą mieć tylko jedno wycięcie na klawisze, ale karty M.2 mogą mieć wiele wycięć na klawisze jednocześnie, dzięki czemu są kompatybilne z wieloma typami gniazd jednocześnie. Klucz typu B, umieszczony zamiast pinów o numerach 12-19, oznacza, że do gniazda podłączone są nie więcej niż dwie linie PCI Express. Klucz typu M, zajmujący pozycje pinów 59-66, oznacza, że gniazdo ma cztery tory PCI Express i dlatego może zapewnić wyższą wydajność. Innymi słowy, karta M.2 musi mieć nie tylko odpowiednią wielkość, ale także posiadać układ klawiszy zgodny ze slotem. Jednocześnie klawisze nie tylko ograniczają mechaniczną kompatybilność pomiędzy różnymi złączami i płytkami formatu M.2, ale także pełnią inną funkcję: ich położenie zapobiega nieprawidłowej instalacji napędów w gnieździe.

Informacje podane w tabeli powinny pomóc w prawidłowym zidentyfikowaniu rodzaju slotu dostępnego w systemie. Należy jednak pamiętać, że możliwość mechanicznego połączenia gniazda i złącza jest jedynie warunkiem koniecznym, ale nie wystarczającym ich pełnej logicznej kompatybilności. Faktem jest, że w gniazdach z kluczami B i M można zmieścić nie tylko interfejs PCI Express, ale także SATA, ale lokalizacja kluczy nie daje żadnej informacji o jego braku lub obecności. To samo tyczy się złączy kart M.2.

	Złącze płaskie z kluczem typu B	Złącze płaskie z kluczem typu M	Złącze płaskie z kluczami B i M
Schemat
Lokalizacja gniazda	Kontakty 12-19	Kontakty 59-66	Kontakty 12-19 i 59-66
Interfejs SSD	PCIex2	PCIex4	PCIe x2, PCIe x4 lub SATA
Kompatybilność mechaniczna	Gniazdo M.2 z kluczem B	Gniazdo M.2 z klawiszem M	Gniazda M.2 z kluczami typu B lub typu M
Popularne modele dysków SSD	NIE	Samsung XP941 (PCIe x4)	Większość dysków SSD M.2 SATA Plextor M6e (PCIe x2)

Jest jeszcze jeden problem. Polega to na tym, że wielu twórców płyt głównych ignoruje wymagania specyfikacji i instaluje w swoich produktach „najfajniejsze” gniazda z kluczem typu M, ale instaluje na nich tylko dwie z czterech przypisanych linii PCIe. Ponadto gniazda M.2 dostępne na płytach głównych mogą w ogóle nie być kompatybilne z dyskami SATA. W szczególności firma ASUS jest winna instalowania gniazd M.2 o ograniczonej funkcjonalności SATA. Producenci dysków SSD również odpowiednio reagują na te wyzwania, wielu z nich woli wykonać w swoich kartach oba kluczowe wycięcia na raz, co umożliwia fizyczną instalację dysków w dowolnym typie gniazd M.2.

W rezultacie okazuje się, że rzeczywistych możliwości, kompatybilności i obecności interfejsu SATA w gniazdach i złączach M.2 nie da się określić wyłącznie na podstawie zewnętrznych znaków. Dlatego pełne informacje o funkcjach implementacji niektórych gniazd i dysków można uzyskać jedynie z charakterystyk paszportowych konkretnego urządzenia.

Na szczęście w tej chwili asortyment dysków M.2 nie jest tak duży, więc sytuacja nie stała się jeszcze całkowicie zagmatwana. Tak naprawdę na rynku dostępny jest obecnie tylko jeden model dysku M.2 z interfejsem PCIe x2 – Plextor M6e – oraz jeden model z interfejsem PCIe x4 – Samsung XP941. Wszystkie inne dyski flash dostępne w sklepach w formacie M.2 korzystają ze znanego protokołu SATA 6 GB/s. Co więcej, wszystkie dyski SSD M.2 znajdujące się w krajowych sklepach mają dwa wycięcia na klucze - w pozycjach B i M. Jedynym wyjątkiem jest Samsung XP941, który ma tylko jeden klucz - w pozycji M, ale nie jest sprzedawany w Rosji.

Jeśli jednak Twój komputer lub płyta główna ma gniazdo M.2 i planujesz zapełnić je dyskiem SSD, musisz najpierw sprawdzić kilka rzeczy:

Czy Twój system obsługuje dyski SSD M.2 SATA, SSD M.2 PCIe lub oba?
Jeśli system obsługuje dyski M.2 PCIe, ile linii PCI Express jest podłączonych do gniazda M.2?
Jakie rozmieszczenie kluczy na karcie SSD umożliwia gniazdo M.2 w systemie?
Jaka jest maksymalna długość karty M.2, którą można zainstalować na płycie głównej?

I dopiero wtedy, gdy z całą pewnością odpowiesz na wszystkie te pytania, możesz przystąpić do wyboru odpowiedniego modelu dysku SSD.

Dyski półprzewodnikowe triumfalnie maszerują po całym świecie. Dyski oparte na technologii Flash mają wiele zalet, a teraz dodatkowo można je spotkać w przypadku dużych dysków o pojemności do 1 TB. Ponadto urządzenia średniej i najwyższej kategorii są trwałe, o czym świadczy duża gwarancja udzielana przez producentów. I wydaje się, że pozostaje tylko kupić moduł, zainstalować i przenieść system operacyjny. Jednak nie wszystko jest tak proste, jak byśmy chcieli. Optymalną wydajność i długą żywotność można osiągnąć tylko przy prawidłowych ustawieniach. W pierwszej części artykułu omawiamy parametry najpopularniejszych typów dysków półprzewodnikowych.

Typ urządzenia pamięci trwałej jest określony przez protokół zapewniający przesyłanie danych. Na pierwszy rzut oka różnica może być prawie niezauważalna. Dzięki zastosowaniu konwencjonalnego mechanizmu AHCI prędkość przesyłu danych sięga 550 MB/s, a w nowej specyfikacji NVMe – do 4000, przy szybszej reakcji i ulepszonym dostępie równoległym. Napędy obsługujące te protokoły są dostępne w różnych obudowach. W przypadku AHCI jest to tradycyjna obudowa 2,5-calowa ze złączem SATA i modułem M.2 z tzw. kluczem B. W przypadku NVMe najpopularniejszym formatem jest M.2 z kluczem M.

W drugiej części artykułu porozmawiamy o możliwościach dysków półprzewodnikowych. Aby to zrobić, stworzyliśmy macierz RAID 0 złożoną z dwóch szybkich nośników. Zanim jednak spróbujesz bić rekordy, warto spróbować osiągnąć optymalną wydajność na zwykłym dysku SSD.

Podłączanie prawidłowe
Pierwszy port M.2 (zaznaczony na żółto) dzieli zasoby przepustowości z portami SATA 5-6. Jeżeli drugi port M.2 (zaznaczony na czerwono) jest używany dla dysku AHCI, wykorzystuje on przepustowość portów SATA 1-2 - razem z dyskiem NVMe w złączu M.2

Optymalne wykorzystanie dysków SSD M.2

Dyski w formacie M.2, ponieważ są szybkie i kompaktowe (22x80 mm), idealnie nadają się do komputerów mobilnych. To prawda, że moduły M.2 nie pasują do wszystkich komputerów, poza tym NVMe i AHCI to dwa różne protokoły. Jeśli będziesz konsekwentnie postępować zgodnie z zaleceniami, szybko znajdziesz dysk optymalny dla Twojego komputera.

W instrukcji obsługi lub w specyfikacjach technicznych na stronie internetowej producenta płyty głównej do komputerów stacjonarnych znajdziesz informacje o możliwości i warunkach instalacji dysku w formacie M.2.

Ustawienia
Dyski NVMe najlepiej współpracują ze sterownikami producenta. Dodatkowo należy zaznaczyć to pole w ustawieniach dysku (w Menedżerze urządzeń)

Gniazdo M.2 jest dostępne na płytach dla procesorów generacji Haswell/Broadwell (gniazdo LGA 1150) i wyższych, jednak z reguły transfer danych na starszych płytach odbywa się wyłącznie po dwóch torach PCIe 2.0, dlatego też prędkość nie może przekraczać jednego gigabajta na sekundę. Ponadto często zdarza się, że UEFI nie obsługuje urządzeń NVMe lub nie ma dla nich sterowników, więc prawdopodobnie będziesz musiał kupić moduł AHCI M.2 lub zwykły dysk SATA.

Począwszy od Skylake, chipset płyty głównej obsługuje cztery linie PCIe 3.0, które łącznie zapewniają prędkość do 4 GB/s. Jeśli na Twoim komputerze jest zainstalowany system Windows 10, nic nie stoi na przeszkodzie, aby umieścić w nim moduł M.2 obsługujący NVMe. Instalator oraz systemy operacyjne Windows 7 i 8 nie zawierają sterowników USB dla platformy Skylake ani dla dysków NVMe, co sprawia, że instalacja jest podwójnie trudna. Przed instalacją modułu zwróć uwagę na to, z którymi interfejsami gniazdo M.2 dzieli zasoby przepustowości: złącza SATA mogą nie być dostępne w przypadku podłączenia dysku M.2 AHCI, a dysk M.2 NVMe może wykorzystywać przepustowość jednego z Gniazda PCIe. Sprawdź instrukcję obsługi i, jeśli to konieczne, podłącz inne dyski lub karty graficzne do wolnych gniazd.

Windows 10 osiąga optymalną prędkość rozruchu tylko wtedy, gdy komputer uruchamia się w trybie UEFI i włączona jest opcja Fast Boot

W przypadku laptopa określenie zgodności z dyskiem M.2 i jego protokołem może być trudniejsze, ponieważ producenci nie publikują takich danych. Dlatego często trzeba przeszukać Internet, wpisując w wyszukiwaniu oznaczenie komputera i „M.2”. Jeśli znajdziesz laptopa tej samej linii wyposażonego w dysk M.2, można to uznać za oznakę kompatybilności. Ale mimo to moduł M.2 warto kupić dopiero po rozmontowaniu laptopa i sprawdzeniu gniazda M.2. Za jego pomocą można określić długość odpowiedniego modułu (42, 60, 80 lub 110 mm - współczynniki kształtu są oznaczone jako „M.2 2242”, „M.2 2260” itp.). Jeśli masz wątpliwości, zaopatrz się w moduł M.2 AHCI do swojego laptopa. Pamięci takie można rozpoznać po tym, że są dostępne także w wersji 2,5-calowej z SATA, na przykład Samsung 850 Evo, Crucial MX300 czy SanDisk X400.

Optymalizacja systemu operacyjnego dla NVMe

Wyłącz automatyczne ładowanie niepotrzebnego oprogramowania
Pomimo zastosowania szybkiego dysku, niepotrzebne programy uruchamiane wraz z systemem spowalniają proces uruchamiania. W Menedżerze zadań (Windows 10) lub w aplikacji Konfiguracja systemu wyłącz wszystkie niepotrzebne programy podczas uruchamiania

W każdym razie w przypadku nowych dysków działających na NVMe potrzebny jest odpowiedni sterownik. Windows 10 ma go domyślnie, więc nie powinno być problemów z instalacją i konfiguracją dysku SSD. Aby uzyskać najlepszą prędkość rozruchu i maksymalną wydajność, musisz zainstalować system Windows 10 w czystym trybie UEFI. Z menu startowego wybierz nośnik instalacyjny w trybie UEFI (zamiast „USB” lub „SATA”). Podczas tworzenia partycji logicznych dla dysku systemowego upewnij się, że instalator utworzy tabelę partycji GUID. Zatem w ustawieniach UEFI Boot dostępne będą opcje Fast Boot lub Ultra Boot, które pozwolą skrócić czas uruchamiania do ekranu powitalnego do kilku sekund.

Dyski NVMe współpracują ze sterownikami Windows 10, ale tak naprawdę są podkręcone tylko sterownikami od ich producenta, dlatego lepiej wybrać taki dysk od dużego producenta z dobrym wsparciem programowym (Samsung, Intel, Toshiba, OCZ) i zainstalować jego najnowsze sterowniki . W przypadku Windows 7 i 8 podczas ponownej instalacji zainstaluj sterowniki od producenta.

Dyski SSD i płyty główne z portami SATA 3 Gb/s

Dysk SSD SATA może znacznie przyspieszyć działanie komputera, nawet jeśli ma on tylko starsze porty SATA 3 Gb/s. Musisz tylko wziąć pod uwagę następujące punkty:

> Prędkości powyżej 300 MB/s nie dotrze do żadnego dysku podłączonego przez SATA 3 Gb/s. Nowsze dyski SATA 6 Gb/s są wstecznie kompatybilne ze starszymi portami, ale prędkości będą ograniczone do 3 Gb/s minus obciążenie.

> W BIOS Setup musisz aktywować tryb AHCI. Tryb IDE, który jest często preinstalowany na starszych komputerach, odbiera dużą wydajność dyskowi SSD. Podczas uruchamiania systemu otwórz BIOS Setup i poszukaj żądanego parametru, na przykład w sekcji „Peryferia… Kontroler SATA”.

> Bardzo stare dyski SSD(np. Intel X25-E i starsze, Samsung przed 470) nie obsługują polecenia TRIM, więc dysk nie może fizycznie usunąć niepotrzebnych danych, co skutkuje znaczną utratą wydajności w wyniku intensywnego użytkowania. Aby przywrócić taki dysk do życia, możesz utworzyć kopię zapasową danych, a następnie użyć dystrybucji Linux Live, aby przywrócić ustawienia fabryczne i przenieść kopię zapasową.

Przejdź na pamięć masową NVMe

Jeśli test porównawczy AS SSD w lewym górnym rogu dla „1024K” nie wyświetla komunikatu „OK”, należy dostosować wyrównanie partycji

Jeżeli chcesz przeprowadzić migrację systemu Windows 7 lub 8 na nowy komputer z dyskiem NVMe, najpierw podłącz stary dysk twardy jako dysk systemowy SATA do nowego komputera, uruchom z niego komputer i zainstaluj brakujące sterowniki (dla chipsetu, sieciowe adaptery, kontrolery USB itp.). Jeśli system Windows poprosi o ponowną aktywację, nie rób tego jeszcze.

Najpierw włóż dysk NVMe i zainstaluj do niego sterowniki ze strony producenta. Następnie przenieś system operacyjny na dysk NVMe, korzystając z narzędzi do przesyłania dostarczonych przez producenta lub oprogramowania do przetwarzania obrazu. Dokładnie sprawdź wyrównanie partycji w stosunku do rozmiarów bloków (patrz zrzut ekranu po lewej stronie), aby zapewnić maksymalną wydajność i żywotność dysku. I dopiero wtedy, gdy komputer uruchomi się bez problemów z dysku NVMe, aktywuj Windows.

Zwiększanie prędkości

Połączenie dwóch szybkich dysków półprzewodnikowych
Płyta główna Gigabyte Z270X-Gaming 7 wyposażona jest w dwa sloty M.2, na których utworzyliśmy macierz RAID 0 składającą się z dwóch dysków Samsung 960 Pro: większej prędkości obecnie nie da się osiągnąć

Po przeniesieniu systemu Windows na dysk SSD wszystko powinno działać szybciej, chyba że używasz systemu przez długi czas lub masz zainstalowanych zbyt wiele programów. Jeśli wydajność systemu nie wzrośnie nawet na dysku SSD, możliwe jest, że niektóre programy weszły do usług startowych i systemowych i spowalniają działanie systemu operacyjnego.

Aby je wyczyścić, otwórz aplikację Konfiguracja systemu w systemie Windows. W zakładce „Usługi” aktywuj opcję „Nie wyświetlaj usług Microsoft”, a następnie odznacz checkboxy wszystkich usług, które nie są powiązane z Twoim programem antywirusowym lub urządzeniami, bez których nie możesz pracować. Zrób to samo w zakładce „Uruchamianie”. W systemie Windows 10 uruchamianie przekierowuje do menedżera zadań, w którym programy są wyłączane z menu kontekstowego wyświetlanego prawym przyciskiem myszy.

Diagnostyka dysku za pomocą narzędzi producenta pomaga określić jego stan

Właścicielom dysków SATA, zwłaszcza nienowych, zaleca się sprawdzenie stanu urządzenia za pomocą narzędzi producenta (np. Samsung Magician, Crucial Storage Executive, Intel SSD Toolbox) lub za pomocą narzędzia Tool SSD Life. Programy nie tylko oceniają stan dysku, ale także przewidują czas jego awarii, wyświetlając na ekranie wartość SMART. Szczególnie ważny jest atrybut o nazwie Reallocated Sector Count (lub podobny), który odzwierciedla liczbę operacji ponownego przypisania sektorów zawierających błąd.

Wyniki obliczane są z uwzględnieniem rosnącego zużycia w skali od wartości maksymalnej (100 lub 255) do progu (np. 10 lub 0), przy którym napęd przestaje działać. Ale to tylko przewidywania i teoria, gdyż w rzeczywistości nawet dyski, których wartości SMART mieściły się w normalnych granicach, mogą niespodziewanie ulec awarii i odwrotnie - dyski o wartościach krytycznych (zużycie ponad 20-30% w porównaniu do wartości oryginalnych) może pracować bardzo długo.

Należy jednak mieć świadomość możliwości awarii dysku i regularnie wykonywać kopie zapasowe. Przydatne jest także przeprowadzenie testów (np. za pomocą programu AS SSD Benchmark) i porównanie wyników z danymi z tych samych dysków, wyszukując recenzje w Internecie: jeśli Twój dysk okaże się znacząco wolniejszy lub system jako całość niestabilny, może być konieczna wymiana dysku.

Pogoń za rekordami prędkości

Konfigurowanie macierzy RAID
Aby móc uruchomić komputer z macierzy RAID, należy ją skonfigurować na poziomie sprzętowym w UEFI

Macierz RAID 0 złożona z dwóch dysków działa szybciej niż dysk SSD NVMe, gdy system zapisuje i odczytuje informacje z dwóch dysków jednocześnie. Jeśli skonfigurujesz sprzętowe macierze RAID w systemie BIOS/UEFI i przejdziesz przez konfigurację systemu Windows, możesz uzyskać takie same prędkości przesyłania danych, jak podstawowy dysk NVMe na dwóch dostępnych dyskach SATA. Chcemy w ten sposób połączyć dwa szybkie dyski NVMe i pobić rekordy prędkości.

Tworzenie macierzy RAID

W przypadku systemu Windows należy zainstalować sterowniki Intel RAID i zastrzeżone oprogramowanie Intel Rapid Storage

Pierwszą przeszkodą w dążeniu do macierzy RAID dysków NVMe jest sprzęt. Płyta główna powinna posiadać dwa sloty NVMe, a także możliwość ich łączenia za pomocą funkcji RAID chipsetu Intel. Ponadto system powinien również uruchomić się po tej procedurze. W zasadzie topowe płyty główne z chipsetami Intel Z170 i najnowszym Z270 (dla procesorów Kaby Lake) radzą sobie z tym zadaniem.

Na płycie głównej Gigabyte Z270X Gaming 7 zainstalowaliśmy dwa dyski SSD Samsung 960 Pro. Następnie musieliśmy skonfigurować sprzętową macierz RAID w UEFI. We wczesnej wersji oprogramowania płyty głównej też musiałem po drodze wykonać małe zadanie: musiałem najpierw aktywować tryb RAID kontrolera SATA, a dopiero potem w pozycji menu „Peryferia | EZ Raid” udało nam się połączyć oba dyski NVMe w macierz RAID 0, która uzyskała dwukrotnie większą pojemność niż pojedynczy dysk.

Macierz RAID była gotowa po kilku kliknięciach. Aby zainstalować system Windows 10, skopiowaliśmy program Intel Rapid Storage z dysku dołączonego do płyty głównej na dysk flash USB. Kiedy podczas instalacji musieliśmy wybrać dysk systemowy, ładowaliśmy sterownik klikając odpowiedni przycisk, po czym jako dysk docelowy identyfikowaliśmy tablicę powiązaną z kontrolerem Intel.

Podczas uruchomionego przez nas procesu instalacji UEFI system automatycznie uruchamia się z macierzy RAID, która nawet w bieżącym trybie pracy jest wykorzystywana jako zwykły dysk. Ponieważ jednak system operacyjny komunikuje się teraz tylko z kontrolerem Intel RAID, a nie bezpośrednio z dyskami, nie mogliśmy użyć sterownika NVMe firmy Samsung, aby w pełni wykorzystać potencjał modelu 960 Pro, a to trochę utrudniało pracę. .

RAID 0: korzyści i testy porównawcze

Przy prawidłowych ustawieniach UEFI nasz system testowy uruchamia się w mniej niż dziesięć sekund. Całkowita instalacja LibreOffice wraz z zapisaniem 7000 plików zajęła 21 sekund. Testy porównawcze (patrz wyżej) odzwierciedlają w liczbach wydajność macierzy RAID, a także jej limit. Ograniczenie polega na tym, że zamiast teoretycznego wzrostu prędkości o 100% w porównaniu z oddzielnym dyskiem, uzyskaliśmy jedynie 20% wzrost prędkości odczytu i 32% wzrost prędkości zapisu.

Większą prędkość udało nam się osiągnąć metodą, która w praktyce była raczej bezużyteczna: za pomocą adaptera podłączyliśmy drugi dysk SSD do gniazda PCIe na karty graficzne, następnie uruchomiliśmy z trzeciego dysku SSD SATA i połączyliśmy oba nośniki NVMe ze sterownikami Samsung w systemie Windows w jednym oprogramowaniu

Adapter M.2/PCIe
W razie potrzeby dysk SSD w formacie M.2 można podłączyć do gniazda PCIe x4 za pomocą adaptera

Macierz RAID. Taka macierz (nie nadaje się jednak do wykorzystania jako dysk do startu systemu) przewyższała oddzielny dysk o 43% w odczycie i aż o 82% w zapisie.

Wyniki prostego, ale dość szybkiego testu ATTO Disk Benchmark pokazały, że prędkość nawet takiej kombinacji nie przekroczy 4 GB/s. Jest to maksymalna przepustowość magistrali DMI łączącej procesor z chipsetem. Intel musi podjąć pilne decyzje dotyczące przeprojektowania platformy, aby mogła obsługiwać ogromne prędkości przesyłania danych dysków zgodnych z NVMe.

Rok temu Samsung wypuścił dla użytkowników końcowych pierwsze dyski SSD M.2 z obsługą NVMe – model 950 Pro. Kolejne urządzenie – 960 Pro – ma znacząco zwiększoną prędkość w stosunku do pierwszego. Pod względem ceny za gigabajt ciekawy jest dysk 960 Evo, który dorównuje niemal modelowi Pro.

ZDJĘCIE: Studia CHIP; firmy produkujące

Tagi Macierze RAID

⇡ Jedność i różnorodność świata M.2

Interfejs SSD	Maksymalna teoretyczna przepustowość	Maksymalna rzeczywista przepustowość (szacowana)
SATAIII	6 Gbit/s (750 MB/s)	600 MB/s
PCIe 2.0x2	8 Gbit/s (1 GB/s)	800 MB/s
PCIe 2.0x4	16 Gbit/s (2 GB/s)	1,6 GB/s
PCIe 3.0x4	32 Gbit/s (4 GB/s)	3,2 GB/s

	Gniazdo M.2 z klawiszem B (Socket 2)	Gniazdo M.2 z klawiszem M (Socket 3)
Schemat
Kluczowa lokalizacja	Kontakty 12-19	Kontakty 59-66
Obsługiwane interfejsy	PCIe x2 i SATA (opcjonalnie)	PCIe x4 i SATA (opcjonalnie)

	Złącze płaskie z kluczem typu B	Złącze płaskie z kluczem typu M	Złącze płaskie z kluczami B i M
Schemat
Lokalizacja gniazda	Kontakty 12-19	Kontakty 59-66	Kontakty 12-19 i 59-66
Interfejs SSD	PCIex2	PCIex4	PCIe x2, PCIe x4 lub SATA
Kompatybilność mechaniczna	Gniazdo M.2 z kluczem B	Gniazdo M.2 z klawiszem M	Gniazda M.2 z kluczami typu B lub typu M
Popularne modele dysków SSD	NIE	Samsung XP941 (PCIe x4)	Większość dysków SSD M.2 SATA Plextor M6e (PCIe x2)

Jeśli jednak Twój komputer lub płyta główna ma gniazdo M.2 i planujesz zapełnić je dyskiem SSD, musisz najpierw sprawdzić kilka rzeczy:

Czy Twój system obsługuje dyski SSD M.2 SATA, SSD M.2 PCIe lub oba?
Jeśli system obsługuje dyski M.2 PCIe, ile linii PCI Express jest podłączonych do gniazda M.2?
Jakie rozmieszczenie kluczy na karcie SSD umożliwia gniazdo M.2 w systemie?
Jaka jest maksymalna długość karty M.2, którą można zainstalować na płycie głównej?

I dopiero wtedy, gdy z całą pewnością odpowiesz na wszystkie te pytania, możesz przystąpić do wyboru odpowiedniego modelu dysku SSD.

Kluczowy M500

Dysk półprzewodnikowy Crucial M500 w formacie M.2 jest analogiem znanego 2,5-calowego modelu o tej samej nazwie. Architektonicznie pomiędzy „dużym” pendrivem a jego bratem M.2 nie ma żadnych różnic architektonicznych, co oznacza, że mamy do czynienia z niedrogimi dyskami SSD opartymi na popularnym kontrolerze Marvell 88SS9187 i wyposażonymi w 20nm pamięć flash wyprodukowaną przez firmę Micron ze 128-gigabitowymi rdzeniami. Aby zmieścić dysk na karcie M.2 o wymiarach zaledwie 22 × 80 mm, zastosowano węższy układ i układy pamięci flash z gęstszym upakowaniem kryształów MLC NAND. Innymi słowy, Crucial M500 raczej nie zaskoczy nikogo swoją konstrukcją sprzętową; wszystko w nim jest znajome i znajome od dawna.

Do testów otrzymaliśmy dwa modele – o pojemności 120 i 240 GB. Podobnie jak w przypadku 2,5-calowych dysków SSD, ich pojemności okazały się nieco zmniejszone w porównaniu ze zwykłymi wielokrotnościami 16 GB woluminu, co oznacza obecność większego obszaru rezerwy, w tym przypadku zajmującego 13 procent całkowitej tablicy pamięci flash. Wersje M.2 Crucial M500 wyglądają następująco:

Crucial M500 120 GB (CT120M500SSD4)

Crucial M500 240 GB (CT120M500SSD4)

Obydwa dyski to karty M.2 w formacie 2280 z kluczami typu B i M, czyli można je umieścić w dowolnym gnieździe M.2. Nie zapominajmy jednak, że Crucial M500 (w dowolnej wersji) to dysk z interfejsem SATA 6 Gb/s, zatem będzie działał tylko w tych slotach M.2, które obsługują dyski SSD SATA.

Obie modyfikacje omawianego dysku zawierają cztery kości pamięci flash. Na dysku 120 GB jest to Micron MT29F256G08CECABH6, a na dysku 240 GB jest to MT29F512G08CKCABH7. Obydwa typy chipów zbudowane są ze 128-gigabitowych 20-nm kryształów MLC NAND, odpowiednio w 120-gigabajtowej wersji dysku ośmiokanałowy kontroler ma po jednym urządzeniu pamięci flash na każdym ze swoich kanałów, a w 240-gigabajtowej wersji dysku gigabajtowy dysk SSD wykorzystuje podwójne przeplatanie urządzeń. To wyjaśnia zauważalne różnice w wydajności pomiędzy rozmiarami Crucial M500. Ale obie rozważane modyfikacje Crucial M500 są wyposażone w tę samą ilość pamięci RAM. Obydwa dyski SSD mają zainstalowany układ 256 MB DDR3-1600.

Należy zauważyć, że jedną z pozytywnych właściwości dysków konsumenckich Crucial jest sprzętowa ochrona integralności danych w przypadku nagłych przerw w dostawie prądu. Modyfikacje M.2 Crucial M500 mają również tę właściwość: pomimo wielkości płytki dyski flash są wyposażone w baterię kondensatorów, która pozwala kontrolerowi normalnie zakończyć pracę i zapisać tabelę translacji adresów w pamięci nieulotnej nawet w przypadku jakichkolwiek nadwyżek.

Kluczowy M550

Firma Crucial jako jedna z pierwszych przyjęła nową formę, powielając wszystkie swoje konsumenckie modele dysków SSD zarówno w tradycyjnym formacie 2,5-calowym, jak i w formie kart M.2. Nic więc dziwnego, że po pojawieniu się wersji M.2 M500, na rynek wypuszczone zostały odpowiednie modyfikacje nowszego i mocniejszego modelu Crucial M550. Ogólne podejście do projektowania takich dysków SSD zostało zachowane: tak naprawdę otrzymaliśmy kopię 2,5-calowego modelu SATA, ale wciśniętego w ramkę karty o rozmiarze M.2. Dlatego z architektonicznego punktu widzenia wersja M.2 Crucial M550 wcale nie jest zaskakująca. Jest to dysk oparty na kontrolerze Marvell 88SS9189, który wykorzystuje technologię MLC NAND firmy Micron, wykonaną w standardzie 20 nm.

Przypomnijmy, że Crucial M550 do niedawna był flagowym dyskiem tego producenta, dlatego inżynierowie nie tylko wyposażyli go w zaawansowany kontroler, ale także starali się zapewnić macierzy pamięci flash maksymalny poziom równoległości. Dlatego modyfikacje Crucial M550 do pół terabajta wykorzystują MLC NAND z 64-gigabitowymi rdzeniami.

Do testów otrzymaliśmy próbkę Crucial M550 o pojemności 128 GB. Dysk ten to karta M.2 standardowego formatu 2280, która wyposażona jest w dwa klucze typu B i M. Oznacza to, że dysk ten można zamontować w dowolnym slocie, jednak aby działał, gniazdo to musi obsługiwać interfejs SATA , dzięki któremu dowolna wersja Cruciala współpracuje z M550.

Crucial M550 128 GB (CT128M550SSD4)

Płytka dysku Crucial M550 128 GB, którą otrzymaliśmy jest interesująca, ponieważ wszystkie chipy na niej znajdują się tylko z jednej strony. Dzięki temu z powodzeniem można go zastosować w ultracienkich systemach przenośnych w tzw. jednostronnych slotach S2/S3, gdzie tylna powierzchnia płytki drukowanej napędu jest ściśle dociskana do płyty głównej. Dla większości użytkowników nie ma to znaczenia, ale niestety walka o zmniejszenie grubości zaowocowała usunięciem z dysku kondensatorów, które stanowią dodatkową gwarancję integralności danych w przypadku nagłych zaników zasilania. Są dla nich wolne miejsca na płytce drukowanej, ale są puste.

Cała 128-gigabajtowa macierz pamięci flash Crucial M550 została umieszczona w dwóch chipach. Oczywiście w tym przypadku zastosowano chipy, które zawierają osiem 64-gigabitowych kryształów półprzewodników. Oznacza to, że kontroler Marvell 88SS9189 w omawianym modelu dysku SSD może wykorzystywać podwójne przeplatanie urządzeń. Jako pamięć RAM zastosowano układ LPDDR2-1067 o pojemności 256 MB.

Wersje M.2 Crucial M550, podobnie jak zresztą Crucial M500, wraz z ich bardziej efektownie wyglądającymi braćmi 2,5-calowymi, obsługują sprzętowe szyfrowanie danych za pomocą algorytmu AES-256, co nie powoduje spadku wydajności. Co więcej, jest w pełni zgodny ze specyfikacją Microsoft eDrive, co oznacza, że możesz zarządzać szyfrowaniem pamięci flash bezpośrednio ze środowiska Windows, na przykład za pomocą standardowego narzędzia BitLocker.

Kingstona SM2280S3

Firma Kingston wybrała nieco niekonwencjonalną ścieżkę rozwoju niszy dysków półprzewodnikowych w formacie M.2. Nie wypuścił wersji M.2 swoich istniejących modeli, ale zaprojektował oddzielny dysk SSD, który nie ma analogii w innych obudowach. Co więcej, wybraną platformą sprzętową nie był kontroler SandForce drugiej generacji, który firma Kingston nadal instaluje w prawie wszystkich swoich 2,5-calowych dyskach flash, ale układ Phison PS3108-S8, wybrany jako platforma budżetowa przez producentów dysków SSD trzeciego poziomu . A to oznacza, że pomimo swojej wyjątkowości, Kingston SM2280S3 nie jest czymś wyjątkowym: jest skierowany do niższego segmentu cenowego, a jego kontroler ma interfejs SATA i oczywiście nie wykorzystuje wszystkich możliwości M.2.

Do testów otrzymaliśmy wersję tego dysku o pojemności 120 GB. To wygląda tak.

Kingston SM2280S3 120 GB (SM2280S3/120G)

Jak sama nazwa wskazuje, ten dysk SSD wykorzystuje kartę M.2 w formacie 2280. A ponieważ działa poprzez interfejs SATA 6 Gb/s, złącze kasetowe dysku ma jednocześnie dwa kluczowe wycięcia: typ B i typ M. Oznacza to, że fizycznie zainstaluj kartę Kingston SM2280S3. Można ją włożyć do dowolnego gniazda M.2, ale do działania wymagane jest, aby gniazdo to obsługiwało interfejs SATA.

Pod względem konfiguracji sprzętowej Kingston SM2280S3 jest podobny do wielu 2,5-calowych dysków flash z podobnym kontrolerem. Wśród nich przyjrzeliśmy się na przykład Silicon Power Slim S55. Podobnie jak produkt Silicon Power, Kingston SM2280S3 jest wyposażony w pamięć flash wyprodukowaną przez firmę Toshiba. Chociaż chipy zainstalowane na omawianym dysku SSD zostały ponownie oznakowane, na podstawie pośrednich dowodów można z dużą dozą pewności stwierdzić, że zastosowano w nich 64-gigabitowe kryształy MLC NAND wyprodukowane w procesie technologicznym 19 nm. Tym samym ośmiokanałowy kontroler Phison PS3108-S8 w Kingston SM2280S3 może wykorzystywać podwójne przeplatanie urządzeń w każdym ze swoich kanałów. Ponadto na płycie SSD znajduje się również układ SDRAM DDR3L-1333 o pojemności 256 MB, który jest sparowany z kontrolerem i używany przez niego jako pamięć RAM.

Ciekawa cecha Kingston SM2280S3: producent twierdzi, że ma wyjątkowo długą żywotność. Oficjalne specyfikacje pozwalają na codzienne zapisywanie na tym dysku SSD ilości informacji przekraczającej 1,8 jego pojemność. Co prawda wydajność w tak trudnych warunkach jest gwarantowana tylko przez trzy lata, ale to wciąż oznacza, że na dysku Kingston M.2 o pojemności 120 GB można zapisać do 230 TB danych.

Plextora M6e

Plextor M6e to dysk SSD, o którym pisaliśmy już nie raz, ale jako rozwiązanie instalowane w gniazdach PCI Express. Jednak wraz z tak wytrzymałymi wersjami producent oferuje również warianty M.2 M6e, ponieważ dyski, które są proponowane do zainstalowania w gniazdach PCI Express, są w rzeczywistości montowane na bazie miniaturowych kart w formie M.2 czynnik. Ale najciekawszą rzeczą w dysku Plextor nie jest nawet to, ale fakt, że radykalnie różni się on od wszystkich innych uczestników recenzji dzięki zastosowaniu magistrali PCI Express, a nie interfejsu SATA.

Inaczej mówiąc, w Plextorze M6e mamy flagowe urządzenie, którego wydajności nie ogranicza przepustowość SATA 600 MB/s. Opiera się na ośmiokanałowym kontrolerze Marvell 88SS9183, który przesyła dane z dysku SSD za pomocą dwóch linii PCI Express 2.0, co w teorii pozwala na maksymalną przepustowość na poziomie około 800 MB/s. Jeśli chodzi o pamięć flash, Plextor M6e jest podobny do wielu innych nowoczesnych dysków SSD: wykorzystuje technologię MLC NAND firmy Toshiba, która jest produkowana przy użyciu technologii procesowej pierwszej generacji 19 nm.

W naszych testach objęliśmy dwie wersje Plextora M6e w wersji M.2: 128 i 256 GB.

Plextor M6e 128 GB (PX-G128M6e)

Plextor M6e 256 GB (PX-G256M6e)

Obie opcje napędów M.2 umieszczono na kartach o wymiarach 22 × 80 mm. Co więcej, należy zwrócić uwagę, że ich złącze blade posiada wycięcia w kluczowych pozycjach B i M. I chociaż zgodnie ze specyfikacją Plextor M6e, który do połączenia wykorzystuje magistralę PCIe x2, miał mieć tylko jeden klucz typu B, twórcy dodano do niego drugi klucz dla kompatybilności. Dzięki temu Plextor M6e można zainstalować w slotach podłączonych do czterech linii PCIe, ale to oczywiście nie sprawi, że dysk będzie działał szybciej. Dlatego złącze M6e nadaje się przede wszystkim do gniazd M.2, które można znaleźć na wielu nowoczesnych płytach głównych opartych na chipsetach Intel H97/Z97 i które są zasilane przez parę linii chipsetów PCIe.

Oprócz kontrolera Marvell 88SS9183, płyty M6e mają osiem układów pamięci flash Toshiba. W wersji dysku 128 GB chipy te zawierają dwa 64-gigabitowe kryształy MLC NAND, a w dysku 256 GB każdy chip zawiera cztery podobne rdzenie. Zatem w pierwszym przypadku sterownik stosuje w swoich kanałach dwukrotną przemianę urządzeń, a w drugim czterokrotną przemianę. Dodatkowo na płytach znajduje się również układ DDR3-1333 pełniący rolę pamięci RAM. Jego pojemność jest różna – 256 MB dla młodszej wersji dysku SSD i 512 MB dla starszej.

Chociaż używanie gniazd M.2 i PCI Express do podłączania dysków SSD jest stosunkowo nowym trendem, nie ma problemów z kompatybilnością z Plextorem M6e. Ponieważ działają poprzez standardowy protokół AHCI, po zainstalowaniu w kompatybilnych gniazdach M.2 (czyli tych, które obsługują dyski PCIe), są wykrywane w BIOSie płyty głównej wraz ze zwykłymi dyskami. W związku z tym nie ma problemów z wyznaczeniem ich jako urządzeń startowych, a system operacyjny nie wymaga specjalnych sterowników do działania M6e. Innymi słowy, te dyski SSD M.2 PCIe zachowują się dokładnie w taki sam sposób, jak ich odpowiedniki M.2 SATA.

SanDisk X300s

SanDisk stosuje tę samą strategię co Crucial w odniesieniu do dysków M.2 – powtarza w tym formacie swoje 2,5-calowe dyski SSD SATA. Nie dotyczy to jednak wszystkich produktów konsumenckich, a jedynie modeli biznesowych. Dotyczy to także SanDisk X300s wykonanych w formacie M.2 – mamy do czynienia z dyskiem opartym na czterokanałowym kontrolerze Marvell 88SS9188 i autorskiej pamięci flash MLC firmy SanDisk, wyprodukowanej w procesie 19 nm drugiej generacji.

Nie zapominajmy, że SanDisk X300s, jak każdy inny dysk SSD tego producenta, posiada jeszcze jedną funkcję – technologię nCache. W jego ramach niewielka część MLC NAND pracuje w szybkim trybie SLC i służy do buforowania i konsolidacji operacji zapisu. Dzięki temu X300s może zapewnić przyzwoitą wydajność pomimo czterokanałowej architektury kontrolera.

Do testów otrzymaliśmy próbkę SanDisk X300s o pojemności 256 GB. Wyglądał tak.

SanDisk X300s 256 GB (SD7UN3Q-256G-1122)

Od razu rzuca się w oczy fakt, że płyta napędowa jest jednostronna, czyli jest kompatybilna także z „cienkimi” slotami M.2 stosowanymi w niektórych ultrabookach, co pozwala zaoszczędzić dodatkowe półtora milimetra grubości. Poza tym nie ma nic niezwykłego: format płytki to zwykle 22 × 80 mm, dla maksymalnej kompatybilności mechanicznej złącze płaskie jest wyposażone w oba typy wycięć na klucze. Do działania SanDisk X300s wymaga slotu M.2 z obsługą interfejsu SATA 6 Gb/s, czyli w tym przypadku znowu mamy dysk w nowym formacie, ale działa on na starych zasadach i nie wykorzystaj pojawiające się możliwości przesyłania danych poprzez magistralę PCI Express.

Na płycie SanDisk X300s 256 GB oprócz bazowego kontrolera Marvell 88SS9188 i układu RAM zamontowano cztery kości pamięci flash, z których każdy zawiera osiem 19-nm kryształów półprzewodnikowych MLC NAND o pojemności 64 Gbit. W kontrolerze zastosowano zatem ośmiokrotne przeplatanie urządzeń, co ostatecznie daje dość wysoki stopień równoległości macierzy pamięci flash.

Model dysku SanDisk X300s jest wyjątkowy nie tylko ze względu na architekturę sprzętową, która opiera się na czterokanałowym kontrolerze firmy Marvell. Skoncentrowany na zastosowaniach biznesowych, może zaoferować sprzętowe szyfrowanie danych klasy korporacyjnej, które nie powoduje żadnych opóźnień w działaniu dysku SSD. Silnik sprzętowy AES-256 nie tylko spełnia specyfikacje TCG Opal 2.0 i IEEE-1667, ale jest także certyfikowany przez wiodących dostawców oprogramowania do ochrony danych dla przedsiębiorstw, takich jak Wave, McAfee, WinMagic, Checkpoint, Softex i Absolute Software.

Przekrocz MTS600 i MTS800

Połączyliśmy historię dwóch dysków Transcend, ponieważ według producenta są one niemal całkowicie identyczne pod względem architektonicznym. Rzeczywiście używają podobnej bazy elementów i mają te same wskaźniki wydajności. Różnice według oficjalnej wersji polegają jedynie na różnych rozmiarach kart M.2, na których są montowane. MTS600 i MTS800 bazują na autorskim chipie Transcend TS6500, który w rzeczywistości jest rebrandowanym kontrolerem Silicon Motion SM2246EN. Oznacza to, że dyski SSD M.2 firmy Transcend, które przyszły do naszych testów, pod względem wypełnienia są podobne do dość popularnego dysku 2,5-calowego SSD370 oferowanego przez tę samą firmę. Tym samym dyski flash Transcend w formacie M.2, podobnie jak wiele innych modeli biorących udział w naszych testach, korzystają z interfejsu SATA 6 Gb/s.

Należy podkreślić, że kontroler Silicon Motion SM2246EN jest zwykle stosowany w produktach budżetowych, ponieważ ma architekturę czterokanałową. Mając to na uwadze, zaprojektowano Transcend MTS600 i MTS800. W połączeniu z prostym kontrolerem te dyski SSD wykorzystują również niedrogą pamięć flash 20 nm ze 128-gigabitowymi rdzeniami firmy Micron, co czyni dyski MTS600 i MTS800 jednymi z najtańszych dysków SSD M.2 w dzisiejszych testach.

Testowaliśmy Transcend MTS600 i MTS800 o pojemności 256 GB każdy. Trzeba powiedzieć, że z wyglądu okazali się zupełnie inni od siebie.

Transcend MTS600 256 GB (TS256GMTS600)

Transcend MTS800 256 GB (TS256GMTS800)

To kwestia rozmiaru: model MTS600 korzysta z formatu M.2 2260, a MTS800 korzysta z formatu M.2 2280. Oznacza to, że długość kart tych dysków SSD różni się aż o 2 cm, ale ostrze Złącze dla obu dysków jest takie samo i jest wyposażone w dwa rowki w pozycjach B i M. W związku z tym nie ma żadnych ograniczeń kompatybilności mechanicznej, jednak aby te dyski SSD działały, gniazdo M.2 wymaga obsługi interfejsu SATA.

Na płytach obu dysków zastosowano kontroler Transcend TS6500 oraz 256 MB chip DDR3-1600 SDRAM pełniący funkcję pamięci RAM. Ale chipy pamięci flash dysków są nieoczekiwanie różne, co wyraźnie widać na ich oznaczeniach. Liczba i organizacja tych chipów jest taka sama: cztery chipy, każdy zawierający cztery 128-gigabitowe urządzenia MLC NAND wyprodukowane w procesie technologicznym 20 nm. Różnice polegają na tym, że używają różnych poziomów napięcia i mają nieco inne czasy. Zatem pomimo zapewnień producenta, MTS600 i MTS800 nadal nieco różnią się charakterystyką: pierwszy dysk SSD z tej pary ma pamięć o nieco niższym opóźnieniu. Być może jednak nie wynika to z jakiejś subtelnej kalkulacji marketingowej, ale z faktu, że w różnych partiach dysków może być zainstalowana inna pamięć.

Ciekawostka: Transcend zdecydował się przyjąć taktykę firmy Kingston i zaczął gwarantować bardzo imponujące zasoby dla swoich dysków SSD. Na przykład dla rozważanych modeli o pojemności 256 GB obiecuje się możliwość nagrania do 380 TB danych. Jest to znacznie więcej niż deklarowana wytrzymałość dysków liderów rynku.

⇡ Charakterystyka porównawcza testowanych dysków SSD

	Crucial M500 120 GB	Crucial M500 240 GB	Kluczowy M550 128 GB	Kingston SM2280S3 120 GB	Plextor M6e 128 GB	Plextor M6e 256 GB	SanDisk X300s 256 GB	Transcend MTS600 256 GB	Transcend MTS800 256 GB
Współczynnik kształtu	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2280	M.2 2260	M.2 2280
Interfejs	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s	PCIe 2.0x2	PCIe 2.0x2	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s	SATA 6 Gb/s
Kontroler	Marvell 88SS9187	Marvell 88SS9187	Marvell 88SS9189	Phisona PS3108-S8	Marvell 88SS9183	Marvell 88SS9183	Marvell 88SS9188	Silicon Motion SM2246EN	Silicon Motion SM2246EN
Pamięć podręczna DRAM	256MB	256MB	256MB	256MB	256MB	512 MB	512 MB	256MB	256MB
Pamięć flash		Mikron 128 Gb 20 nm MLC NAND	Micron 64Gbit 20nm MLC NAND		Toshiba 64Gbit 19nm MLC NAND	Toshiba 64 Gbit 19 nm MLC NAND	SanDisk 64Gb A19nm MLC NAND	Mikron 128 Gb 20 nm MLC NAND	Mikron 128 Gb 20 nm MLC NAND
Szybkość odczytu sekwencyjnego	500 MB/s	500 MB/s	550 MB/s	500 MB/s	770 MB/s	770 MB/s	520 MB/s	520 MB/s	520 MB/s
Prędkość zapisu sekwencyjnego	130 MB/s	250 MB/s	350 MB/s	330 MB/s	335 MB/s	580 MB/s	460 MB/s	320 MB/s	320 MB/s
Losowa prędkość odczytu	62 000 IOPS	72 000 IOPS	90 000 IOPS	66000 IOPS	96 000 IOPS	105 000 IOPS	90 000 IOPS	75 000 IOPS	75 000 IOPS
Losowa prędkość zapisu	35 000 IOPS	60 000 IOPS	75 000 IOPS	65 000 IOPS	83000 IOPS	100 000 IOPS	80 000 IOPS	75 000 IOPS	75 000 IOPS
Rekordowy zasób	72 TB	72 TB	72 TB	230 TB	Nie dotyczy	Nie dotyczy	80 TB	380 TB	380 TB
Okres gwarancji	3 lata	3 lata	3 lata	3 lata	5 lat	5 lat	5 lat	3 lata	3 lata

Metodologia testowania

Testy przeprowadzane są w systemie operacyjnym Microsoft Windows 8.1 Professional x64 z pakietem Update, który prawidłowo rozpoznaje i obsługuje nowoczesne dyski SSD. Oznacza to, że podczas procesu testowania, podobnie jak podczas normalnego, codziennego użytkowania dysku SSD, komenda TRIM jest obsługiwana i aktywnie wykorzystywana. Pomiary wydajności wykonywane są na dyskach w stanie „używanym”, co osiąga się poprzez wstępne wypełnienie ich danymi. Przed każdym testem dyski są czyszczone i konserwowane za pomocą polecenia TRIM. Pomiędzy poszczególnymi badaniami obowiązuje 15-minutowa przerwa, przeznaczona na prawidłowy rozwój technologii zbierania śmieci. Wszystkie testy, jeśli nie zaznaczono inaczej, wykorzystują losowe, nieściśliwe dane.

Wykorzystane aplikacje i testy:

Iometr 1.1.0

Pomiar szybkości sekwencyjnego odczytu i zapisu danych w blokach o wielkości 256 KB (najbardziej typowy rozmiar bloku dla operacji sekwencyjnych w zadaniach desktopowych). Prędkości są szacowane w ciągu minuty, po czym obliczana jest średnia.
Pomiar szybkości losowego odczytu i zapisu w blokach o wielkości 4 KB (ten rozmiar bloku jest używany w zdecydowanej większości rzeczywistych operacji). Test przeprowadzany jest dwukrotnie – bez kolejki żądań i z kolejką żądań o głębokości 4 poleceń (typowe dla aplikacji desktopowych, które aktywnie współpracują z rozgałęzionym systemem plików). Bloki danych są wyrównane względem stron pamięci flash dysków. Oceny prędkości dokonuje się przez trzy minuty, po czym obliczana jest średnia.
Ustalenie zależności losowych prędkości odczytu i zapisu przy obsłudze dysku z blokami 4 KB od głębokości kolejki żądań (od jednego do 32 poleceń). Bloki danych są wyrównane względem stron pamięci flash dysków. Oceny prędkości dokonuje się przez trzy minuty, po czym obliczana jest średnia.
Ustalenie zależności losowych prędkości odczytu i zapisu, gdy dysk współpracuje z blokami o różnych rozmiarach. Stosowane są bloki o rozmiarze od 512 bajtów do 256 KB. Głębokość kolejki żądań podczas testu wynosi 4 polecenia. Bloki danych są wyrównane względem stron pamięci flash dysków. Oceny prędkości dokonuje się przez trzy minuty, po czym obliczana jest średnia.
Mierzenie wydajności przy mieszanych, wielowątkowych obciążeniach i określanie jej zależności od stosunku operacji odczytu i zapisu. Stosowane są sekwencyjne operacje odczytu i zapisu bloków o wielkości 128 KB, wykonywane w dwóch niezależnych wątkach. Stosunek operacji odczytu i zapisu zmienia się w odstępach co 10 procent. Oceny prędkości dokonuje się przez trzy minuty, po czym obliczana jest średnia.
Badanie degradacji wydajności dysków SSD podczas przetwarzania ciągłego strumienia losowych operacji zapisu. Stosowane są bloki o rozmiarze 4 KB i głębokości kolejki wynoszącej 32 polecenia. Bloki danych są wyrównane względem stron pamięci flash dysków. Czas trwania badania wynosi dwie godziny, co sekundę dokonywane są pomiary prędkości chwilowej. Na koniec testu dodatkowo sprawdzana jest zdolność dysku do przywrócenia jego wydajności do pierwotnych wartości ze względu na działanie technologii zbierania śmieci i po uruchomieniu komendy TRIM.

CrystalDiskMark 3.0.3b
Test syntetyczny, który zapewnia typowe wskaźniki wydajności dysków półprzewodnikowych, mierzone na 1-gigabajtowym obszarze dysku „na górze” systemu plików. Z całego zestawu parametrów, które można ocenić za pomocą tego narzędzia, zwracamy uwagę na prędkość sekwencyjnego odczytu i zapisu, a także wydajność losowego odczytu i zapisu bloków 4 KB bez kolejki żądań i przy głębokości kolejki 32 polecenia.
PCMark 8 2.0
Test polegający na emulowaniu rzeczywistego obciążenia dysku, charakterystycznego dla różnych popularnych aplikacji. Na testowanym dysku tworzona jest pojedyncza partycja w systemie plików NTFS na cały dostępny wolumin, a test pamięci dodatkowej jest uruchamiany w programie PCMark 8. Wyniki testów uwzględniają zarówno końcową wydajność, jak i szybkość wykonywania poszczególnych śladów testowych generowanych przez różne aplikacje.
Testy kopiowania plików
Test ten mierzy szybkość kopiowania katalogów z różnymi typami plików, a także szybkość archiwizowania i rozpakowywania plików na dysku. Do kopiowania używane jest standardowe narzędzie systemu Windows - Robocopy, do archiwizacji i rozpakowywania - archiwizator 7-zip w wersji 9.22 beta. Do testów wykorzystywane są trzy zestawy plików: ISO – zestaw zawierający kilka obrazów dysków z dystrybucjami programów; Program – zestaw będący preinstalowanym pakietem oprogramowania; Praca – zbiór plików służbowych, obejmujący dokumenty biurowe, zdjęcia i ilustracje, pliki pdf oraz treści multimedialne. Każdy zestaw ma łączny rozmiar pliku 8 GB.

⇡ Stanowisko testowe

Platformę testową stanowi komputer z płytą główną ASUS Z97-Pro, procesorem Core i5-4690K ze zintegrowaną kartą graficzną Intel HD Graphics 4600 oraz 16 GB pamięci SDRAM DDR3-2133. Ta płyta główna posiada standardowy slot M.2, w którym testowane są dyski. Warto podkreślić, że to gniazdo M.2 jest obsługiwane przez chipset Intel Z97 i obsługuje tryby SATA 6 Gb/s oraz PCI Express 2.0 x2. Biorąc pod uwagę, że wszystkie dyski SSD biorące udział w tym porównaniu korzystają z pierwszej lub drugiej opcji połączenia, możliwości tego gniazda są wystarczające w kontekście tego testu. Pracę dysków półprzewodnikowych w systemie operacyjnym zapewnia sterownik Intel Rapid Storage Technology (RST) 13.2.4.1000.

Wolumen i szybkość przesyłania danych w benchmarkach wyrażona jest w jednostkach binarnych (1 KB = 1024 bajty).

⇡ Uczestnicy testu

Pełna lista dysków M.2, które wzięły udział w tym porównaniu, przedstawia się następująco:

Crucial M500 120 GB (CT120M500SSD4, oprogramowanie MU05);
Crucial M500 240 GB (CT120M500SSD4, oprogramowanie MU05);
Crucial M550 128 GB (CT128M550SSD4, oprogramowanie MU02);
Kingston SM2280S3 120 GB (SM2280S3/120G, oprogramowanie sprzętowe S8FM06.A);
Plextor M6e 128 GB (PX-G128M6e, oprogramowanie 1.05);
Plextor M6e 256 GB (PX-G256M6e, oprogramowanie 1.05);
SanDisk X300s 256 GB (SD7UN3Q-256G-1122, oprogramowanie X2170300);
Transcend MTS600 256 GB (TS256GMTS600, oprogramowanie N0815B);
Transcend MTS800 256 GB (TS256GMTS800, N0815B).

⇡ Wydajność

Sekwencyjny odczyt i zapis

Trzeba od razu powiedzieć, że ponieważ dyski w formacie M.2 nie różnią się zasadniczo od konwencjonalnych modeli 2,5-calowych lub PCI Express i wykorzystują te same interfejsy do połączeń, ich wydajność jest ogólnie podobna do wydajności konwencjonalnych dysków SSD. W szczególności prędkość odczytu sekwencyjnego, jak to zwykle bywa, zbliża się do przepustowości interfejsu, a w tym parametrze wyprzedzają obie modyfikacje Plextora M6e, które działają poprzez magistralę PCIe x2.

O szybkości zapisu decyduje wewnętrzna budowa konkretnych modeli i tutaj pierwsze miejsca zajmują dyski Plextor M6e i SanDisk X300s 256 GB. Tak się składa, że większość dysków w naszym teście to modele ze średniej i niższej półki, dlatego bardzo niewiele dysków SSD zapewnia prędkość zapisu przekraczającą 400 MB/s.

Losowe odczyty

Co ciekawe, mierząc wydajność odczytu losowego, Plextor M6e 256 GB, wyposażony w interfejs PCIe x2, ustępuje pierwszemu miejscu pendrive'owi SanDisk X300s 256 GB, który posiada wydajną technologię nCache. Innymi słowy okazuje się, że dyski SSD M.2 wykorzystujące złącze SATA mogą konkurować na równych prawach z modelami PCIe x2, przynajmniej z tymi, które są obecnie na rynku. Nawiasem mówiąc, wśród dysków półprzewodnikowych o pojemności 128 GB najlepszą wydajność ma także nie produkt Plextor, ale Crucial M550.

Bardziej szczegółowy obraz można zobaczyć na poniższym wykresie, który pokazuje, jak wydajność dysku SSD zależy od głębokości kolejki żądań przy odczycie bloków 4 KB.

Wraz ze wzrostem głębokości kolejki żądań, dyski Plextor nadal przodują, należy jednak rozumieć, że w rzeczywistych zadaniach głębokość ta rzadko przekracza cztery polecenia. Ten sam wykres wyraźnie pokazuje słabe strony dysków SSD zbudowanych na czterokanałowych kontrolerach. Wraz ze wzrostem obciążenia ich wyniki skalują się znacznie gorzej, dlatego takich produktów nie należy stosować w aplikacjach wymagających przetwarzania skomplikowanych, wielowątkowych żądań.

Oprócz tego sugerujemy sprawdzenie, jak losowa prędkość odczytu zależy od rozmiaru bloku danych:

Czytanie w dużych blokach pozwala po raz kolejny spotkać się z ograniczeniami, jakie stwarza interfejs SATA. Dyski wykorzystujące ją w formacie M.2 wykazują zauważalnie gorsze wyniki niż ich odpowiedniki w tym samym formacie, ale działające poprzez PCIe x2. Co więcej, ich przewaga zaczyna się już na blokach 8-kilobajtowych, co wskazuje na wyraźne zapotrzebowanie na szybki autobus.

Losowy pisze

Wydajność zapisu losowego zależy w dużej mierze od szybkości pamięci flash używanej w dyskach. I tak się złożyło, że czołowe miejsca na listach przebojów zajęły dyski SSD oparte na pamięci MLC NAND firmy Micron. Ale najbardziej zaskakujące jest to, że Crucial M550 128 MB ma najlepszą wydajność, nawet pomimo małej objętości, co nie pozwala kontrolerowi na wykorzystanie najbardziej wydajnego przeplatania urządzeń pamięci flash w swoich kanałach.

Cała zależność szybkości losowego zapisu w 4-kilobajtowych blokach od głębokości kolejki żądań przedstawia się następująco:

Crucial M550 zapewnia doskonałą wydajność przy wszystkich, z wyjątkiem maksymalnych, głębokościach kolejek. Natomiast dyski tego samego producenta, ale z poprzedniej linii M500, wręcz przeciwnie, charakteryzują się wyjątkowo niską prędkością zapisu danych.

Poniższy wykres przedstawia wydajność zapisu losowego w funkcji rozmiaru bloku danych.

O ile dyski Plextor wykazały się najwyższą wydajnością przy odczycie dużych bloków ze względu na większą przepustowość wykorzystywanego przez nie interfejsu, o tyle podczas zapisu wysoką wydajnością błyszczy jedynie wersja 256 GB M6e. Podobny dysk SSD o połowie objętości okazuje się nie lepszy od innych modeli pracujących przez SATA, wśród których, nawiasem mówiąc, ponownie wyróżnia się Crucial M550 128 GB. Ten dysk SSD wydaje się być najbardziej wydajnym dyskiem SSD w środowiskach z dominującym zapisem.

Ponieważ dyski SSD stają się tańsze, nie są już używane jako dyski czysto systemowe i stają się zwykłymi dyskami do pracy. W takich sytuacjach dysk SSD otrzymuje nie tylko wyrafinowane obciążenie w postaci zapisu lub odczytu, ale także żądania mieszane, gdy operacje odczytu i zapisu są inicjowane przez różne aplikacje i muszą być przetwarzane jednocześnie. Jednak praca w trybie pełnego dupleksu pozostaje poważnym problemem dla nowoczesnych kontrolerów SSD. Podczas mieszania odczytów i zapisów w tej samej kolejce prędkość większości dysków SSD klasy konsumenckiej zauważalnie spada. Stało się to powodem przeprowadzenia osobnego badania, w którym sprawdzimy, jak działają dyski SSD, gdy konieczne jest przetwarzanie sekwencyjnych operacji przychodzących przeplatających się. Poniższy wykres przedstawia najbardziej typowy przypadek komputerów stacjonarnych, gdzie stosunek operacji odczytu do zapisu wynosi 4 do 1.

Oba Plextory M6e przodują tutaj. Są mocne w operacjach odczytu sekwencyjnego, a dodanie niewielkiej części operacji zapisu wcale nie szkodzi tym dyskom. Na drugim miejscu znajduje się Crucial M550: bez problemu poradził sobie z czystą pracą i nadal wykazuje dobrą wydajność nawet przy mieszanym obciążeniu.

Poniższy wykres daje bardziej szczegółowy obraz wydajności przy mieszanych obciążeniach, pokazując zależność prędkości dysku SSD od stosunku operacji odczytu i zapisu na nim.

Biorąc pod uwagę proporcje operacji odczytu i zapisu, gdzie prędkość dysku SSD nie jest determinowana przepustowością interfejsu, wyniki prawie wszystkich uczestników testu mieszczą się w wąskiej grupie, z której w tyle pozostają tylko trzy osoby z zewnątrz: Crucial M500 120 GB, SanDisk X300s 256 GB i Kingston SM2280S3 120 GB.

PCMark 8 2.0, rzeczywiste przypadki użycia

Pakiet testowy Futuremark PCMark 8 2.0 jest o tyle ciekawy, że nie ma charakteru syntetycznego, a wręcz przeciwnie, opiera się na działaniu rzeczywistych aplikacji. Podczas jego przejścia odtwarzane są rzeczywiste scenariusze wykorzystania dysku w typowych zadaniach na komputerze stacjonarnym i mierzona jest szybkość ich wykonywania. Aktualna wersja tego testu symuluje obciążenia pobierane z rzeczywistych aplikacji do gier Battlefield 3 i World of Warcraft oraz pakietów oprogramowania firm Abobe i Microsoft: After Effects, Illustrator, InDesign, Photoshop, Excel, PowerPoint i Word. Wynik końcowy wyliczany jest w postaci średniej prędkości, jaką wykazują napędy pokonując trasy testowe.

Pierwsze dwa miejsca w PCMark 8 zdobywa Plextor M6e o pojemnościach 128 i 256 GB. Okazuje się, że faktycznie pracując w aplikacjach dyski te, których mocną stroną jest wykorzystanie interfejsu PCIe x2 zamiast interfejsu SATA, w dalszym ciągu przewyższają inne dyski SSD M.2 oparte na architekturze zapożyczonej z modeli 2,5-calowych. A wśród zauważalnie tańszych modeli SATA najlepszą wydajność dają Crucial M550 120 GB i SanDisk X300s 256 GB, czyli te dyski SSD, które bazują na kontrolerach Marvell.

Integralny wynik PCMark 8 należy uzupełnić wskaźnikami wydajności wytwarzanymi przez dyski flash podczas przechodzenia poszczególnych śladów testowych, które symulują różne rzeczywiste opcje obciążenia. Faktem jest, że przy różnych obciążeniach dyski flash często zachowują się nieco inaczej.

Dyski Plextor wykazują doskonałą wydajność w każdej aplikacji z listy PCMark 8. Dyski SSD SATA niestety mogą z nimi konkurować jedynie w World of Warcraft. Wynika to jednak przede wszystkim nie z faktu, że Plextor M6e jest w stanie dostarczać nieosiągalne prędkości, ale z faktu, że wśród modeli dysków SSD M.2 SATA, które otrzymaliśmy do testów, nie było np. ofert Samsunga czy nowych Crucialów. dyski, które są w stanie konkurować szybkością z dyskiem Plextor M6e pracującym przez PCIe x2.

Kopiowanie plików

Mając na uwadze, że dyski półprzewodnikowe są coraz szerzej wprowadzane do komputerów osobistych, postanowiliśmy dodać do naszej metodologii pomiar wydajności podczas typowych operacji na plikach - podczas kopiowania i pracy z archiwizatorami - które są wykonywane „wewnątrz” dysku . Jest to typowe działanie dysku, które ma miejsce, gdy dysk SSD działa nie jako dysk systemowy, ale jako zwykły dysk.

Kopiowanie, jako kolejny przykład rzeczywistego obciążenia, ponownie przenosi dyski Plextor działające poprzez magistralę PCIe x2 na najwyższe pozycje. Spośród modeli z interfejsem SATA najlepszymi wynikami mogą pochwalić się Crucial M550 128 GB i Transcend MTS600 256 GB. Nawiasem mówiąc, należy pamiętać, że ten model dysku SSD Transcend w rzeczywistej pracy okazał się zauważalnie lepszy niż Transcend MTS800, więc dyski te nadal nie są całkowicie identyczne pod względem wydajności.

Druga grupa testów została przeprowadzona podczas archiwizacji i dearchiwizacji katalogu z plikami roboczymi. Zasadnicza różnica w tym przypadku polega na tym, że połowa operacji wykonywana jest na oddzielnych plikach, a druga połowa na jednym dużym pliku archiwum.

Tutaj sytuacja różni się od kopiowania jedynie tym, że do liczby modeli dysków SATA, które wykazują stosunkowo dobrą wydajność, dodawany jest SanDisk X300s 256 GB.

Jak działa TRIM i usuwanie śmieci w tle

Testując różne dyski SSD zawsze sprawdzamy jak radzą sobie z poleceniem TRIM oraz czy są w stanie zebrać śmieci i przywrócić wydajność bez wsparcia ze strony systemu operacyjnego, czyli w sytuacji, gdy polecenie TRIM nie zostanie wydane. Takie testy przeprowadzono również i tym razem. Konstrukcja tego testu jest standardowa: po stworzeniu długotrwałego, ciągłego obciążenia zapisu danych, co prowadzi do spadku szybkości zapisu, wyłączamy obsługę TRIM i czekamy 15 minut, podczas których dysk SSD może samodzielnie spróbować odzyskać siły algorytm zbierania śmieci, ale bez pomocy systemu operacyjnego z zewnątrz i zmierzyć prędkość. Następnie na napęd zostaje wymuszona komenda TRIM - i po krótkiej przerwie następuje ponowny pomiar prędkości.

Wyniki tego testu przedstawiono w poniższej tabeli, która pokazuje dla każdego testowanego modelu, czy reaguje na TRIM, czyszcząc nieużywaną pamięć flash i czy może uzyskać czyste strony pamięci flash do przyszłych operacji, jeśli nie zostanie mu wydane polecenie TRIM. W przypadku dysków, które mogły wykonać odśmiecanie bez polecenia TRIM, wskazaliśmy także ilość pamięci flash, która została niezależnie zwolniona przez kontroler SSD na przyszłe operacje. Jeśli dysk jest używany w środowisku bez obsługi TRIM, jest to dokładnie taka ilość danych, jaką można zapisać na dysku z dużą szybkością początkową po czasie bezczynności.

	PRZYCINAĆ	Bez TRIM-u
	PRZYCINAĆ	Zbieranie śmieci	Ilość zwolnionej pamięci flash
Crucial M500 120 GB	Pracuje	Pracuje	0,9 GB
Crucial M500 240 GB	Pracuje	Pracuje	1,7 GB
Kluczowy M550 128 GB	Pracuje	Pracuje	1,8 GB
Kingston SM2280S3 120 GB	Pracuje	Pracuje	7,6 GB
Plextor M6e 128 GB	Pracuje	Pracuje	1,9 GB
Plextor M6e 256 GB	Pracuje	Pracuje	12,7 GB
SanDisk X300s 256 GB	Pracuje	Nie działa	-
Transcend MTS600 256 GB	Pracuje	Pracuje	2,7 GB
Transcend MTS800 256 GB	Pracuje	Pracuje	2,7 GB

Wszystkie dyski M.2, które przeszły nasz proces testowania, normalnie wykonują polecenie TRIM. I byłoby dziwne, gdyby w 2015 roku któryś z dysków SSD nagle nie radził sobie z tak, można by rzec, podstawową funkcją. Jednak w przypadku bardziej złożonego zadania – usuwania śmieci bez wsparcia systemu operacyjnego – sytuacja jest inna. Najbardziej efektywnymi algorytmami, które pozwalają proaktywnie zwolnić największą ilość pamięci flash na potrzeby przyszłych nagrań, są Kingston SM2280S3 oparty na kontrolerze Phison S8 oraz Plextor M6e 256 GB z kontrolerem Marvell 88SS9183. Co ciekawe, wersja dysku Plextor PCIe o pojemności 128 GB znacznie mniej efektywnie usuwa śmieci. Jednak w każdym przypadku prawie wszystkie testowane dyski w stanie bezczynności reorganizują dane w pamięci flash i przygotowują je do szybkiego wykonania kolejnych operacji. Jest tylko jeden wyjątek – SanDisk X300s 256 GB, dla którego odśmiecanie w zasadzie nie działa bez TRIM.

Należy przypomnieć, że w przypadku nowoczesnych dysków półprzewodnikowych można kwestionować potrzebę działania odśmiecacza bez TRIM. Wszystkie aktualne wersje popularnych systemów operacyjnych obsługują TRIM, więc błędem byłoby uważać, że SanDisk X300s, w którym nie działa zbieranie śmieci w trybie offline, jest zasadniczo gorszy od innych dysków SSD przedstawionych w tej recenzji. W codziennym użytkowaniu funkcja ta raczej nie przejawi się w żaden sposób.

⇡ Wnioski

Zwiększyła się więc różnorodność sposobów wyposażania komputerów osobistych w dyski półprzewodnikowe. Do trzech znanych już opcji – podłączenia do portu SATA, w gnieździe mSATA lub instalacji w gnieździe PCI Express – dodana została kolejna: w sprzedaży pojawiły się dyski SSD w postaci płyt w formacie M.2 oraz w różnych platformach obecnie często można znaleźć odpowiednie złącza. Nieuchronnie pojawia się pytanie: czy dyski M.2 są lepsze od wszystkich innych typów dysków SSD, czy gorsze?

Teoretycznie standard M.2 rzeczywiście oferuje większe możliwości w porównaniu do innych typów połączeń. I nie chodzi tu tylko o to, że karty M.2 są kompaktowe, mają rozmiar wygodny do umieszczenia układów pamięci flash i można je stosować na platformach zupełnie odmiennych pod względem przeznaczenia i poziomu przenośności. M.2 jest także bardziej elastycznym i obiecującym standardem. Pozwala systemowi na interakcję z dyskami SSD zarówno przy użyciu tradycyjnego protokołu SATA, jak i magistrali PCI Express, co otwiera przed branżą przestrzeń do tworzenia szybszych dysków flash, których maksymalna prędkość nie jest ograniczona do 600 MB/s i wymiana danych, z którymi nie jest konieczne, wykonywane przy użyciu protokołu AHCI z dużym obciążeniem.

Inna sprawa, że w praktyce cała ta wspaniałość nie objawia się jeszcze w pełni. Dostępne obecnie modele dysków M.2 są w większości oparte na dokładnie tej samej architekturze, co ich 2,5-calowe odpowiedniki, co oznacza, że działają poprzez ten sam, zmęczony interfejs SATA. Prawie wszystkie dyski SSD w formacie M.2, które sprawdziliśmy, okazały się analogami jakiegoś modelu zwykłego formatu i dlatego oferują cechy całkowicie typowe dla masowo produkowanych dysków półprzewodnikowych, w tym poziom wydajność. Jedynym oryginalnym dyskiem M.2 wśród produktów dostępnych w krajowych sklepach jest wyłącznie Plextor M6e, który działa poprzez interfejs PCIe x2, dzięki czemu wykazuje lepszą prędkość dla operacji sekwencyjnych niż wszyscy konkurenci. Ale nawet tego nie można nazwać idealnym dyskiem SSD w formacie M.2: Plextor M6e wykorzystuje stosunkowo słaby kontroler, co powoduje jego niską wydajność przy obciążeniach z dostępem swobodnym.

Czy zatem powinieneś starać się zapełnić gniazdo M.2 dyskiem SSD, jeśli Twoja płyta główna go posiada? Jeśli nie weźmiemy pod uwagę tych konfiguracji mobilnych, na które inne opcje SSD po prostu nie pozwalają, to, szczerze mówiąc, teraz nie ma oczywistych argumentów przemawiających za pozytywną odpowiedzią na to pytanie. Nie możemy jednak podawać argumentów negatywnych. Tak naprawdę, kupując i instalując w swoim systemie dysk SSD M.2, uzyskasz mniej więcej tyle samo, co w przypadku korzystania ze standardowego 2,5-calowego dysku SSD SATA. Jednocześnie karty M.2 kosztują średnio nieco więcej niż dyski pełnowymiarowe (czasami jest odwrotnie), ale pozwalają uzyskać bardziej kompaktową platformę i zwolnić dodatkową komorę w obudowie. To, co jest ważniejsze w każdym konkretnym przypadku, zależy od Ciebie.

Jeśli jednak ostatecznie zdecydujesz się na zakup dysku SSD w formacie M.2, to spośród dostępnych w sprzedaży opcji zalecamy zwrócenie uwagi na następujące modele:

Plextora M6e. Jedyny dysk M.2 dostępny w krajowej sprzedaży detalicznej z interfejsem PCIe 2.0 x2. Dzięki zwiększonej przepustowości interfejsu wykazuje duże prędkości podczas operacji sekwencyjnych, co czyni go rozwiązaniem o dużej wydajności nawet dla niektórych typów rzeczywistych obciążeń. Niestety koszt takiego dysku SSD jest zauważalnie wyższy niż modeli działających poprzez SATA.
Kluczowy M550. Doskonały dysk 2,5-calowy ma analog w formacie M.2, który prawie się od niego nie różni. Kompaktowe wersje Crucial M550 są tak samo szybkie i wszystkożerne, jak pełnowymiarowe dyski flash o tej samej nazwie, a jedyną funkcją, która została utracona po przejściu na M.2, była sprzętowa ochrona integralności danych przed nagłymi przerwami w dostawie prądu.
SanDisk X300s. Dysk ten w formacie M.2 jest jednocześnie analogiem bardzo dobrego modelu 2,5-calowego. Może nie jest tak produktywny jak flagowe dyski SSD, ale jego niewątpliwymi zaletami jest pięcioletnia gwarancja i kompatybilność z szeroką gamą narzędzi szyfrujących klasy korporacyjnej.
Przewyższ MTS600. Budżetowy napęd Transcend oferuje być może najkorzystniejszy stosunek ceny do wydajności spośród wszystkich testowanych modeli. Właśnie to czyni go ciekawym – jest to bardzo godne rozwiązanie dla niedrogich platform.

Podczas gdy dyski twarde do komputerów stacjonarnych są dostępne w formacie 3,5-calowym od wielu lat, dyski SSD są od samego początku dostępne w formacie 2,5-calowym. Świetnie sprawdził się w przypadku małych komponentów SSD. Jednak laptopy stawały się coraz cieńsze, a 2,5-calowe dyski SSD nie spełniały już kryterium małego rozmiaru. Dlatego wielu producentów zwróciło uwagę na inne obudowy o mniejszych wymiarach.

W szczególności opracowano standard mSATA, ale pojawił się on za późno. Odpowiedni interfejs jest obecnie dość rzadki, w dużej mierze dlatego, że mSATA (skrót od mini-SATA) nadal działa ze stosunkowo niską szybkością SATA. Dyski mSATA są fizycznie identyczne z modułami Mini PCI Express, ale elektrycznie mSATA i mini PCIe są niekompatybilne. Jeśli gniazdo jest zaprojektowane tak, aby pomieścić dyski mSATA, będziesz mógł z nich korzystać. I odwrotnie, jeśli gniazdo jest przeznaczone dla modułów mini PCI Express, można włożyć dyski SSD mSATA, ale nie będą one działać.

Standard mSATA można dziś uznać za przestarzały. Ustąpiło to miejsca standardowi M.2, który pierwotnie nosił nazwę Next Generation Form Factor (NGFF). Standard M.2 zapewnia producentom większą elastyczność w zakresie wymiarów dysków SSD, ponieważ dyski są znacznie bardziej kompaktowe, co pozwala na osiem opcji długości, od 16 do 110 mm. M.2 obsługuje także różne opcje interfejsu. Obecnie coraz częściej używany jest interfejs PCI Express, który będzie dominował w przyszłości, ponieważ jest znacznie szybszy. Jednak pierwsze dyski M.2 opierały się na interfejsie SATA, a USB 3.0 było teoretycznie możliwe. Jednak nie wszystkie gniazda M.2 obsługują wszystkie wymienione interfejsy. Dlatego przed zakupem dysku sprawdź, jakie standardy obsługuje Twoje gniazdo M.2.

Standard M.2 jest obecnie rozpowszechniany wśród komputerów stacjonarnych, a nowoczesne płyty główne oferują co najmniej jedno odpowiednie gniazdo. Kolejną zaletą jest to, że kabel nie jest już potrzebny; napęd jest wkładany bezpośrednio do gniazda płyty głównej. Możliwe jest jednak również połączenie za pomocą kabla. Ale w tym celu płyta główna musi mieć odpowiedni port, a mianowicie U.2. Wcześniej standard ten był znany jako SFF 8639. Oczywiście teoretycznie możliwe jest wyposażenie dysków 2,5-calowych w port U.2, jednak na rynku jest bardzo mało takich modeli, a także dysków z SATA Express.

Interfejs SATA Express jest następcą interfejsu SATA 6 Gb/s, dzięki czemu jest kompatybilny wstecz. W rzeczywistości interfejs hosta obsługuje nawet dwa porty SATA 6 Gb/s lub jeden SATA Express. Obsługa ta została dodana bardziej ze względu na kompatybilność, ponieważ dyski SATA Express są elektrycznie podłączone do magistrali PCI Express. Oznacza to, że dyski SATA Express na „czystych” portach SATA 6 Gb/s nie działają. Jednak SATA Express wykorzystuje tylko dwie linie PCIe, co oznacza, że przepustowość będzie o połowę mniejsza niż w przypadku M.2.

Kompaktowe i bardzo szybkie: dyski SSD M.2 z interfejsem PCI Express, zdjęcie z kartą adaptera

Oczywiście większość komputerów stacjonarnych ma zwykłe gniazda PCI Express, więc możliwe jest zainstalowanie dysku SSD bezpośrednio w gnieździe takim jak karta graficzna. Można dokupić kartę adaptera dla dysku SSD M.2 (PCIe), a następnie podłączyć dyski w „tradycyjny” sposób w postaci karty rozszerzeń PCI Express.

Dyski SSD M.2 z interfejsem PCI Express charakteryzują się przepustowością przekraczającą dwa gigabajty na sekundę – ale tylko przy odpowiednim połączeniu. Nowoczesne dyski SSD M.2 są zwykle zaprojektowane dla czterech linii PCI Express trzeciej generacji i tylko ten interfejs pozwala im uwolnić ich potencjał wydajności. W przypadku starszego standardu PCIe 2.0 i/lub mniejszej liczby linii dyski SSD będą działać, ale stracisz znaczną wydajność. W razie wątpliwości zalecamy sprawdzenie instrukcji obsługi płyty głównej pod kątem konfiguracji linii M.2.

Jeśli płyta główna nie posiada gniazda M.2, można taki napęd zamontować poprzez kartę rozszerzeń, np. w gnieździe na drugą kartę graficzną. Jednak w tym przypadku najczęściej karta graficzna nie będzie już dostarczana z 16, ale 8 liniami PCI Express. Nie wpłynie to jednak tak poważnie na wydajność karty graficznej. Poniższa tabela podsumowuje informacje o nowoczesnych interfejsach:

Współczynnik kształtu	Połączenie	Maks. prędkość	Notatka
2,5 cala	SATA 6 Gb/s	~ 600 MB/s	Standardowy format dysku SSD do komputerów stacjonarnych i wielu laptopów. Możliwe są różne wysokości ciała. Porty SATA są dostępne na każdej płycie głównej, więc kompatybilność jest bardzo szeroka.
mSATA	SATA 6 Gb/s	~ 600 MB/s	Obudowa jest przeznaczona głównie do laptopów. Dystrybuowano tylko jedną opcję rozmiaru. Wykorzystuje gniazdo formatu natywnego.
M.2	PCIe 3.0x4	~ 3800 MB/s	Obudowa dla laptopów i systemów stacjonarnych. Dostępne różne opcje rozmiaru. Wiele nowych laptopów i płyt głównych ma gniazdo M.2.
Ekspres SATA	PCIe 3.0x2	~ 1969 MB/s	Następca SATA 6 Gb/s. Wykorzystuje dwa tory PCIe zamiast czterech, jak M.2. Na rynku prawie nie ma kompatybilnych dysków, ponieważ producenci preferują M.2, mniejszy i szybszy format.

Gniazdo rozszerzeń m2. Jaka jest różnica między dyskami SSD sata a dyskami SSD m2? Nowe rozwiązania w przechowywaniu danych

Co musisz wiedzieć o M.2?

Oznaczenie w nomenklaturze urządzeń M.2 (NGFF).

Które urządzenia M.2 (NGFF) korzystają ze złącza M.2 z klawiszami A, E, B, M?

Czym są Socket 1, Socket 2, Socket 3 w zastosowaniu do urządzeń M.2 (NGFF)?

Gniazdo 1

Gniazdo 2

Gniazdo 2

Gniazdo 3

⇡ Jedność i różnorodność świata M.2

Optymalne wykorzystanie dysków SSD M.2

Optymalizacja systemu operacyjnego dla NVMe

Przejdź na pamięć masową NVMe

Zwiększanie prędkości

Pogoń za rekordami prędkości

Tworzenie macierzy RAID

RAID 0: korzyści i testy porównawcze

⇡ Jedność i różnorodność świata M.2

⇡ Charakterystyka porównawcza testowanych dysków SSD

Metodologia testowania

⇡ Stanowisko testowe

⇡ Uczestnicy testu

⇡ Wydajność

⇡ Wnioski

ostatnie wejścia