首先,M.2是一個接口,出現在筆記本、臺式機上的插槽。M.2接口主要替代了mSATA接口。mSATA長這樣:
在幾年前的筆記本里出現,作為筆記本的主硬盤,有點是小,不占空間,可以讓筆記本變得輕薄,最初是intel為超極本而推廣的。
形狀和全高無線網卡一樣,但是使用的接口不同,所以不能混插。但是mSATA僅只支持SATA3.0協議6Gb/s的理論傳輸速度使其無法適用于更多的場景,更跟不上SSD的性能發(fā)展。目前因為其小巧的特點,應用在了固態(tài)移動硬盤這個場景下。
隨之而來的則是Intel主推的M.2接口規(guī)范,相較于mSATA,M.2接口在傳輸帶、容量、輕薄等方面都有更多的優(yōu)勢。所以也就逐漸從筆記本這種小空間內使用逐步走向在臺式機也能使用的現象。
其次,M.2 SSD 共有三種規(guī)格尺寸,分別是42mm*22mm,60mm*22mm,80mm*22mm。其實也就是我們平時看到的硬盤上2242,2260,2280這個數字對應的意義。不同的長度可以容納不同數量的閃存顆粒,因此也就可以達到不同的容量上限。目前我們常見的都是2280尺寸的。不過很多周邊產品,比如硬盤盒,都會支持三種尺寸。
再次,m.2接口有兩種類型:Socket2(B key——ngff協議),Socket3(M Key——nvme協議)。其中Socket2支持SATA、PCI-E*2接口,最大速率可達到700MB/s,寫入也能達到550MB/s。而Socket3可支持PCI-E *4接口,理論帶寬可達4GB/s。上圖中左1左2都支持NVMe協議,而右一則只支持SATA協議。因此,選購或者更新M.2 SSD的時候需要特別注意接口類型、支持協議、支持主板。
所以M.2就是一個接口類型,與SATA、IDE是同一層次的概念,IDE接口基本已經看不到了,SATA是主流,M.2也已經在慢慢普及,而且速度相當快。
相信即便不懂,你也聽說過M.2 SSD支持SATA總線、PCI-E總線。在這個層面,SATA和PCI-E都是總線(通道標準),與主板上的物理接口不是同一個概念。
如果提到SATA3.0,你可能會有音箱,這個總線的傳輸速率極限是6Gb/s,也就是最大傳輸速度能達到600M/s。所以目前選購2.5in SSD的時候,宣傳頁面速度都是550M/s,畢竟傳輸是個損耗的事情,不可能達到理論標準,不過走SATA3.0總線的SSD已經發(fā)展到極限了,也就是550M/s的傳輸速度已經是SATA3.0的極限了,搜索一下基本所有商家的2.5in SSD都能夠達到550M/s的傳輸速度。
所以即便是M.2接口的SSD,如果走的是SATA通道,不管你怎么測速,速度不可能超過6Gbps,換個角度,如果測試出來的速度低于6Gbps,應該就是走的SATA通道。
與SATA通道對應的另一個概念是PCI-E,也是一個通道概念,全稱是PCI-Express,目前主流的應該是PCI-Express Gen3 x 4通道。其中Gen3是PCI-Express的代數,類似于USB協議的USB1.0,USB2.0,USB3.0。而后面的 x 4則是在主板上插槽的尺寸大小了。
目前主流的M.2 SSD都是PCI-Express Gen3.0 x 4通道,如果是筆記本更換SSD的話,同樣要搞清楚筆記本主板M.2插槽支持的通道版本。比如我之前沒了解,給小米筆記本15 pro 2019款增加了一個aigo P2000 1T M.2 SSD,怎么測都達不到標稱速度。于是去小米客服去咨詢確認,才知道這款筆記本只支持PCI-Express Gen2.0,所以只能達到這個通道標準下的速度。
不同的尺寸對應不同的金手指長度,比如顯卡接在PCI-Expree x 16上,提供更高效的數據傳輸。比如我用的品牌臺式機,提供了M.2插槽,但是并不能識別NVMe,但是主板上有PCI-Express x 1插口,閑置的M.2 SSD也只能退而求其次了,買了一款佳翼的轉接口,將aigo P2000 512的速度降到了800Mb/s。
https://item.jd.com/100023635668.html
佳翼(JEYI) NVMe轉接卡PCIE轉M.2轉接卡全速M.2 Gen3滿速擴展卡 SK1
那么問題來了,NVMe又是個什么鬼。
隨便搜一下固態(tài)硬盤,目前主流的M.2 SSD都會跟著NVMe,這是個什么東西呢?
NVMe,即NVM Express,是一個邏輯設備接口規(guī)范,與AHCI是同一個層次的概念。它是與AHCI類似的、基于設備邏輯接口的總線傳輸協議規(guī)范(相當于通訊協議中的應用層),用于訪問通過PCI Express(PCIe)總線附加的非易失性存儲器介質(例如采用閃存的固態(tài)硬盤驅動器),雖然理論上不一定要求 PCIe 總線協議。
NVMe其實就是一種協議標準,是AHCI的進階版,針對PCI-E總線SSD定制的一種高速協議。目前支持NVMe協議的M.2 SSD一定采用PCI-Express 3.0 x 4總線標準,但是采用PCI-Express 3.0 x 4總線標準的M.2 SSD并不一定支持NVMe協議。
概念太多了,所以特別容易選錯。根據前文三部分的不同層次的概念,基本可以選定適合自己設備的M.2 SSD產品了。本文不涉及具體型號的推薦,只介紹能夠使用的M.2 SSD固態(tài)硬盤的區(qū)分方式。
首先,在M.2 SSD的插槽方面,分為了B Key 插槽和M Key插槽。區(qū)分方式比較細微:二者在針腳個數上有一定的區(qū)別。從上圖可以明確看出。
B Key插槽支持Socket2,可以支持以下協議:PCI-Express x 2、SATA。
M Key插槽支持Socket3,可以支持以下協議:PCI-Express x 4、SATA。
目前常見的M.2 SSD基本都是M key的。
如果M.2 SSD的插口和插槽不對應,那就安裝不上啦。
所以在安裝方面分為兩種情況:面向B Key的M.2插槽和面向M Key的M.2插槽。
1、面向B Key的M.2插槽
可以確定的是,M key的M.2 SSD是不可能裝進去B Key的M.2的插槽的。
此時又分為兩種情況:B Key M.2 SSD支持哪個總線:
(1)如果支持SATA總線,則可以正常使用,但是速度不會超過SATA3.0總線的上限速度600M/s(實際應該是550M/s)。
(2)如果支持PCI-Express x 2總線,還要看這個插槽是不是支持PCI-Express x 2總線,如果只有SSD支持PCI-Express x 2而差錯不支持,則向下兼容SATA3.0;如果插槽也支持PCI-Express x 2總線,則可以以PCI-Express 3.0 x 2的速度運行,實際速度不會超過1000M/s。
2、面向M Key的M.2插槽
M Key的M.2插槽可以安裝B Key M.2 SSD和M Key M.2 SSD。但是也會因為支持的協議不同而導致速度不同。
(1)B Key M.2 SSD安裝在M Key M.2插槽上,根據SSD走的總線情況,可以達到SATA3.0(約600M/s上限)和PCI-Express x 2(約1000M/s上限)的不同速度上限。
(2)M Key M.2 SSD安裝在M Key M.2插槽上,可以走PCI-Express 3.0 x 2和PCI-Express 3.0 x 4通道。在這種情況下,SSD是否支持NVMe協議就成了影響速度上限的主要指標。如果SSD不支持NVMe協議的話,速度上限在1500M/s;如果SSD支持NVMe協議(目前主流的都支持,所以這個不用在購買時考慮),那就是現在各個廠家出售的各種產品了,從2000M/s到3500M/s,可多可多可以選擇的呢。
當然全文提到的PCI-Express 3.0 x 4目前已經進化到PCI-Express 4.0 x 4通道了,速度四舍五入都可以10000M/s了,目前也適用于極客,因為想達到好看的速度要各個環(huán)節(jié)的設備都要支持,而且目前的應用場景也不是那么多,有錢人上。
三星(SAMSUNG)1TB SSD固態(tài)硬盤 M.2接口(NVMe協議PCIe 4.0 x4) 980 PRO (MZ-V8P1T0BW)
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其實目前選購M.2 SSD的主要問題還是在插槽這部分,舊筆記本更新M.2 SSD的時候不太容易找到相關信息,找客服也不一定能夠問得出來。M Key M.2插槽不支持PCI-Express 3.0 x 4協議的話,目前主流的NVMe M.2 SSD都有點性能浪費的嫌疑。
支持NVMe 協議的M.2 SSD拿來DIY移動硬盤也有點浪費材料,因為USB 3.0 Gen2最高支持10Gbps,大約是1000M/s的傳輸速度,目前支持M.2 SSD的硬盤盒也基本上是10Gbps,雷電接口的又太貴了。不過想體驗超過極速u盤(比如我之前測過的閃迪cz880,雷克沙P30等)的傳輸速度,自己DIY一個M.2 SSD移動固態(tài)硬盤也不是不可以。
總的來說,M.2 SSD的選購需要先弄清楚自己的設備支持的各種協議以及物理插口,再進行選購。
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