Pošto računari, naročito laptopovi, nastavljaju da budu manji, komponente kao što su disk jedinice za skladištenje su potrebne i za postizanje manjeg broja. Uz uvođenje SSD uređaja , postalo je malo lakše postaviti ih u sve tanjie dizajne poput Ultrabooks-a, ali problem je tada nastavio da koristi industrijski standardni SATA interfejs. Na kraju, mSATA interfejs je dizajniran tako da kreira tanak profil karticu koja bi i dalje mogla da interaguje sa SATA interfejsom. Sada je problem da SATA 3.0 standardi ograničavaju performanse SSD-ova. Kako bi se ispravila ova pitanja, potrebno je razviti novi oblik interfejsa sa kompaktnim karticama. Prvobitno nazvan NGFF (Faktor nove generacije), novi interfejs je konačno standardizovan u novi M.2 pogonski interfejs pod specifikacijama SATA verzije 3.2.
Brža brzina
Iako je veličina, naravno, faktor u razvoju novog interfejsa, brzina diskova je isto toliko kritična. SATA 3.0 specifikacije su ograničile propusni opseg SSD-a na pogonskom interfejsu na oko 600MB / s, nešto što su mnogi uređaji sada dostigli. SATA 3.2 specifikacije su predstavile novi mešoviti pristup za M.2 interfejs, baš kao što je to učinio sa SATA Express . U suštini, nova M.2 kartica može koristiti bilo postojeće SATA 3.0 specifikacije i ograničiti na 600MB / s ili bi umesto toga mogla koristiti PCI-Express koji obezbeđuje propusni opseg od 1GB / s pod trenutnim PCI-Express 3.0 standarde. Sada je brzina 1GB / s za jednu PCI-Express traku. Moguće je koristiti višestruke trake i pod specifikacijama M.2 SSD, može se koristiti do četiri trake. Korišćenje dve trake bi obezbedilo 2.0GB / s dok četiri trake mogu da obezbede do 4.0GB / s. Sa eventualnim oslobađanjem PCI-Express 4.0, ove brzine bi se udvostručile.
Sada svi sistemi neće postići ove brzine. Pogon M.2 i interfejs na računaru moraju biti podešeni u istom režimu. Interfejs M.2 je dizajniran da koristi bilo koji stariji SATA režim ili nove PCI-Express modove, ali će pogon odabrati koji će se koristiti. Na primjer, pogon M.2 koji je dizajniran sa SATA legacy modom će biti ograničen na tu brzinu od 600MB / s. Sada, pogon M.2 može biti kompatibilan sa PCI-Express do 4 trake (x4), ali računar koristi samo dvije trake (x2). To bi rezultiralo maksimalnim brzinama od samo 2,0 GB / s. Da biste dobili što je moguće veću brzinu, moraćete da proverite i šta podržava uređaj i računar ili matičnu ploču.
Manje i veće veličine
Jedan od ciljeva dizajna pogona M.2 bio je smanjenje ukupne veličine uređaja za skladištenje. Ovo se postiže na jedan od nekoliko različitih načina. Prvo, oni su učinili kartice užim od prethodnog mSATA form faktora. M.2 kartice su samo 22mm široke u odnosu na 30mm mSATA. Kartice takođe mogu biti kratke kao samo 30mm u odnosu na 50mm mSATA. Razlika je u tome što M.2 kartice podržavaju i dužu dužinu do 110mm, što znači da može biti veće što obezbeđuje više prostora za čipove, a time i veće kapacitete.
Pored dužine i širine karata, postoji i opcija za jednostrane ili dvostrane M.2 ploče. Zašto su dve različite debljine? Pa, jednostrane ploče pružaju vrlo tanak profil i korisne su za ultratne laptop računare. Dvostrana ploča, s druge strane, omogućava dvostruko više čipova na ploči M.2 za veće kapacitete za skladištenje što je korisno za kompaktne desktop aplikacije gdje prostor nije toliko kritičan. Problem je što morate biti svjesni kakav je M.2 konektor na računaru, osim prostora za dužinu kartice. Većina laptopa koristi samo jednostran konektor što znači da ne mogu koristiti dvostrane M.2 kartice.
Command Modes
Već više od jedne decenije, SATA je napravio skladište za računare koji se priključuju i igraju. Ovo je zahvaljujući jednostavnom korištenju interfejsa, ali i zbog komandne strukture AHCI (Advanced Host Controller Interface). Na ovaj način računar može da komunicira sa instrukcijama za skladištenje. Ugrađen je u sve moderne operativne sisteme i stoga ne zahtijeva da se u operativni sistem instaliraju dodatni upravljački programi prilikom dodavanja novih uređaja. Radila je sjajno, ali je razvijena u eri čvrstih diskova koji imaju ograničenu mogućnost obrade uputstava zbog fizičke prirode pogonskih glava i ploča. Jedan komandni red sa 32 komande bio je dovoljan. Problem je u tome što SSD uređaji mogu učiniti mnogo više, ali ih ograničavaju AHCI drajveri.
Da bi se eliminisalo ovo usko grlo i poboljšala performanse, NVMe (Non-Volatile Memory Express) komandna struktura i upravljački programi su razvijeni kao sredstvo za eliminaciju ovog problema za SSD uređaje. Umesto da koristi jedan komandni red, on nudi do 65.536 komandnih redova sa 65.536 komandi po redovima. Ovo omogućava paralelniju obradu zahteva za čitanje i pisanje podataka koji će pomoći u povećanju performansi preko komandne strukture AHCI.
Iako je to sjajno, tu je problem. AHCI je ugrađen u sve moderne operativne sisteme, ali NVMe nije. Kako bi dobili najveći potencijal van pogona, drajveri moraju biti instalirani na vrh postojećih operativnih sistema da bi se koristio ovaj novi komandni režim. To je problem za mnoge ljude na starijim operativnim sistemima. Srećom, specifikacija M.2 pogona omogućava upotrebu bilo kog od dva načina. Ovo olakšava usvajanje novog interfejsa sa postojećim računarima i tehnologijama pomoću komandne strukture AHCI. Zatim, pošto se podrška za NVMe komandnu strukturu poboljšava u softver, isti novi uređaji se mogu koristiti sa ovim novim komandnim režimom. Samo upozorite da će prebacivanje između dva načina zahtijevati da se diskovi reformatiraju.
Poboljšana potrošnja energije
Mobilni računari imaju ograničeno vreme rada na osnovu veličine svojih baterija i snage koju izvlače različite komponente. Solid state drive-ovi su obezbedili značajna smanjenja potrošnje energije komponente za skladištenje, tako da su imali veći radni vek baterije, ali ima prostora za poboljšanje. S obzirom da je M.2 SSD interfejs dio SATA 3.2 specifikacija, on takođe uključuje i neke druge funkcije koje se nalaze iznad samo interfejsa. Ovo uključuje novu funkciju pod nazivom DevSleep. Pošto su sve više sistema dizajnirane da pređu u režim spavanja kada su zatvoreni ili isključeni, a ne potpuno napunjeni, na bateriji se stalno izvlači da bi neki podaci bili aktivni za brzo oporavak kada se uređaji probudi. DevSleep smanjuje količinu energije koju koriste uređaji kao što su M.2 SSD-ovi stvaranjem nove niže snage. Ovo bi trebalo da pomogne u produženju vremena rada za one sisteme koji se spavaju umesto da se isključuju između upotrebe.
Pokretanje problema
M.2 interfejs je sjajan dodatak za računarsko skladištenje i mogućnost poboljšanja performansi naših računara. Mada postoji mali problem sa ranom implementacijom. Da biste dobili najbolje performanse iz novog interfejsa, računar mora da koristi PCI-Express magistralu, u suprotnom, radi isto kao i svaki postojeći SATA 3.0 disk jedinic. Ovo ne izgleda kao velika stvar, ali je zapravo problem sa mnogim prvim matičnim pločama koje koriste ovu funkciju. SSD diskovi nude najbolje iskustvo kada se koriste kao root ili boot disk. Problem je u tome što postojeći Windows softver ima problem sa mnogim diskovima koji se pokreću sa PCI-Express magistrale, a ne iz SATA-a. To znači da posedovanje M.2 pogona koji koristi PCI-Express dok je brzo neće biti primarni pogon u kojem su instalirani operativni sistem ili programi. Rezultat je brzi prenos podataka, ali ne i disk jedinica za pokretanje sistema.
Nisu svi računari i operativni sistemi problem. Na primjer, Apple je razvio OS X za korištenje PCI-Express magistrale za root particije. To je zato što je Apple prešao svoje SSD diskove na PCI-Express u 2013 MacBook Air pre nego što su finalizirane M.2 specifikacije. Microsoft je ažurirao Windows 10 da bi u potpunosti podržao nove PCI-Express i NVMe diskove, ako se i hardver na koji radi. Starije verzije operativnog sistema Windows mogu biti u stanju da podržavaju hardver i instaliraju eksterne upravljačke programe.
Kako korišćenje M.2 može ukloniti druge osobine
Druga oblast zabrinutosti, naročito kod desktop matičnih ploča, odnosi se na to kako je M.2 interfejs povezan sa ostalim sistemom. Vidite da postoji ograničen broj PCI-Express traka između procesora i ostatka računara. Da bi se koristio PCI-Express kompatibilni priključak M.2 kartice, proizvođač matične ploče mora uzeti one PCI-Express staze dalje od drugih komponenti na sistemu. Kao što su te PCI-Express staze podeljene između uređaja na pločama, velika je zabrinutost. Na primer, neki proizvođači dele PCI-Express trake sa SATA portovima. Stoga, korištenjem priključka za pogon M.2 može se odvojiti više od četiri SATA utora. U drugim slučajevima. M.2 može dijeliti te trake sa drugim PCI-Express priključcima za proširenje. Obavezno proverite kako je ploča dizajnirana kako bi se osiguralo da korišćenje M.2 neće ometati mogućnost korišćenja drugih SATA čvrstih diskova , DVD ili Blu-ray diskova ili drugih kartica za proširenje.