關於固態硬碟M.2常見問題進階版

隨著資訊產品不斷推陳出新,這幾年來,我發覺使用SSD及M.2固態硬碟的人有持續在成長!除了速度提升好幾倍外,體積輕巧與價格有降低都是目前使用者願意接受的原因之一! 之前本網站也有發出一篇簡易版的M.2貼文!不過我發現有越來越多的USER加裝M.2,且對於M.2也常常買錯而造成一些麻煩!因此,這次我們稍微來個進階一點的分享也順便再來複習一下!!

前陣子常見的SSD硬碟只有厚度9.5mm跟7mm問題,其接腳跟我們一般2.5吋或是3.5吋的硬碟SATA介面是一樣的!所以直接換裝是比較沒什麼問題的!但是M.2可就有很大的分別囉!除了長度跟Key外,也區分PCIe跟SATA的通訊協定!

下表是各傳輸介面的重點規格比較,可以先了解一下~

介面規範	SATA	mSATA	PCIe	M.2	SATA Express
通訊協定	SATA	SATA	PCIe	PCIe、SATA	PCIe、SATA
SATA傳輸速率	6、3、1.5Gbps	6、3、1.5Gbps	–	SATA 6、3、1.5Gbps	SATA 6、3、1.5Gbps
PCIe傳輸速率	–	–	5GT/s	5GT/s	5GT/s
SATA傳輸頻寬	600、300、150MB/s	600、300、150MB/s	–	SATA 600、300、150MB/s	SATA 600、300、150MB/s
PCIe傳輸頻寬*	–	–	500MB/s	2、1GB/s	2、1GB/s
頻寬提升彈性**	X	X	○	○	○

大概了解一下規格後,底下讓我們來看看專業人士是怎麼寫的!

在Intel 9系晶片組發布時，一部分小夥伴還在吐槽這一代晶片組沒有大的誠意，最大的更新就是SATA-E接口和M.2插槽。就當時的情況來講，SATA-E接口還沒有太多實際的產品，但是M.2接口的相對就豐富不少，實用價值也更大。如今很多筆記本或主板都配備了M.2接口，那麼M.2接口更多具體的技術和規格細節大家都清楚嗎？

今天攻城獅就和大家具體講講！

M.2插槽&M.2 SSD

首先明確一點，M.2 固態硬碟其實就是NGFF接口固態硬碟，最早由蘋果使用的，它是一個高速磁碟接口。

M.2規範是Intel提倡的微型連接器和模組方案，在2011年末到2012年初提出並推廣，其本意是與英特爾力推的「超極本」概念結合，促進筆記本的的輕薄化與小型化。當然它的出現，目的是替代2009年提出的mSATA接口，至於mSATA曾經也算風靡一時，在這裡也不多說了。

按照插槽型號來劃分，現在在常見的NGFF插槽有兩種，分別是B模式和M模式。如下圖，NGFF插槽上有一個防呆口，B和M的防呆口是反的，兩者不能混用，所以如果反裝SSD就裝不進去。

現在桌面PC上的NGFF插槽主要是M模式的，筆記本上則B模式比較常見。下圖中綠色PCB的就是M6E擴展卡上的M模式插槽，藍色PCB的就是筆記本裡面的B模式插槽。

從尺寸上來講二者區別很明顯。以SSD這種大容量存儲設備而言，mSATA SSD單面排布NAND Flash顆粒時，其厚度可以高達4.85mm；而M.2 SSD單面排布僅有2.75mm，雙面排布也只有3.85mm。另外，以寬度而言，mSATA SSD模組的寬度為30mm，M.2 SSD模組則僅為22mm，更加省空間。

另外，M.2接口模組的用途也衝破了存儲設備的限制，應用場景極廣。除SSD之外，Wi-Fi、藍牙、NFC等方面也有它的用武之地，比如M.2接口的千兆無線網卡。M.2覆蓋的協議也不僅僅限於SATA，USB、PCIe、DP，甚至UART、I2C等也是毫無壓力的。

尺寸及Key位

M.2模組的尺寸目前有11種，用Type xxyy的方式表示，xx表示寬度，yy表示長度，單位為毫米。例如上面提到的Type 2242，表示其寬度22mm，長度42mm。Type 3030則表示其寬度30nm，長度30nm。目前M.2 SSD常見的Type有三種，就是2242、2260、2280。

M.2連接器用PIN的缺口位置來表示Key，這個概念用於標明該模組提供支持的接口/協議。目前的規範中有定義的是A、B、E、F、M五種key位，這其中又以B和M兩種key位較為常見，下面是示意圖。

B Key的模組，其PIN缺口位於第12~19號位，提供對PCIe x2、SATA、USB 3.0、I2C、HSIC等的支持。

M Key的模組，其PIN缺口位於59~66號位，提供對PCIe x4、SATA和SMBus的支持。

M.2 SSD幾乎大都是「B&M」 Key的，也就是有兩個缺口。其中，支持SATA或PCIe x2的配置叫做「Socket 2」配置，支持PCIe x4的配置叫做「Socket 3」配置。

關於類型

M.2 SSD的型號較為複雜，大家日常看到和M.2 SSD一起說的概念還有SATA、PCIe和NVMe，他們和M.2 SSD什麼關係呢？來給大家做一個簡要的梳理。

首先請牢記，SATA和PCIe都是接口/總線規範。

對存儲理論稍有了解的人都知道，SATA仍然是目前最流行的存儲介質規範。以SATA 3.0版本計，其總線的帶寬為6Gbps（也就是理論最大傳輸率750MB/s），但沒有可能達到這個理論值。對於普通SATA 3.0 SSD而言，讀寫速度達到500MB/s以上，就可以視為十分優秀了。而PCIe(PCI Express)規範要強悍的多，提供的帶寬遠遠比SATA為大。比較常見的PCIe 2.0 x16（一般用於顯卡接口）的帶寬高達64Gbps，也就是說，1條PCI-e 2.0通道帶寬就有4Gbps，而1條PCI-e 3.0通道的帶寬更是翻了倍。將PCIe技術應用於SSD，可以大大提升性能。以PCIe SSD中的入門型號浦科特M6e來測定，讀寫速度都可以輕鬆達到700MB/s以上。當然，這個速度也不可能達到理論值。那麼，既然支持SATA通道的和支持PCIe通道的M.2 SSD外觀幾乎相同，那麼到底是什麼決定了走哪一條路？答案是SSD的主控晶片與主板上的接口。來舉個例子，浦科特M6G和M6E，前者採用的是Marvell 9188主控，支持SATA；而後者採用的是Marvell 9183主控，支持PCIe。另外，主板上的M.2接口可以被OEM廠商設計為僅支持SATA、僅支持PCIe和混合三種模式，目前對於筆記本而言，大多數還都是僅支持SATA的，其餘的要麼是混合支持，要麼是僅支持PCIe。需要說明，僅支持PCIe的多為高端型號。

然後請牢記，AHCI和NVMe都是邏輯接口規範。通俗來講，就是AHCI/NVMe比起SATA/PCIe來，更像是「協議」。

AHCI規範誕生於2004年，是SATA的黃金搭檔。AHCI規定的指令和協議大多是對延遲比較高的磁性存儲介質（如機械硬碟）作優化的，起到過十分重要的作用。

但是SSD普及之後，很長時間內仍然沿用 SATA+AHCI的老路，AHCI對SSD這種低延遲的快閃記憶體介質沒有任何作用，SATA的帶寬限制又進一步制約了SSD的性能發揮，NVMe就是為了破除這種桎梏而應運而生的。

NVMe的全稱叫做Non-Volatile Memory Express，大致翻譯為「非易失性存儲快速方案」， 仍然是由存儲業界巨頭如三星、Intel等制訂並推動的。它與PCIe規範充分結合，專門針對SSD進行優化。

其與AHCI相比，讀寫延遲大大降低，對多隊列的支持十分完善，隊列深度也加深了。總而言之，PCIe+NVMe讓SSD的效能迎來了井噴式的增長。咱們以比較火的M.2 SSD三星SM951為例，其512GB版本的連續讀寫速度均達到了1.6GB/s，想對SATA3的速度來講確實非常非常快。雖然目前支持NVMe的SSD型號還較少，但攻城獅編覺得這基本上應該也是未來的大趨勢了吧。

以上的專家說明,相信看完後,對於M.2一定又有更深一層的認識!

先來一張圖!
底下的圖是巨蟒的M.2 2280 這款除了有標示基本規格外,其電壓什麼的就沒特別註明!另外,長度的部份也可以讓使用者自己調整成2260!(但折斷了就無法再復原成2280)

我在這裡幫大家簡單的濃縮一下精華!

1. M.2 常見的Type主要有這三種2242、2260、2280。

2. M.2連接器用PIN的缺口位置來表示Key。目前以B和M兩種key位較為常見。

3. B Key的模組，支援SATA叫做「Socket 2」配置。 M Key的模組，支援PCIe x4叫做「Socket 3」配置。

4. 只要添購M.2轉PCIe轉接卡，就算主機板沒內建M.2插座也能安裝M.2固態硬碟。

5. 目前主機板上也越來越多B & M Key!因為這樣可以讓使用者決定要插SATA或PCIe的M.2。

這張是創見M.2 2242 SATA的!外觀的基本規格說明沒那麼仔細

金士頓的M.2 2280 SATA雖也沒寫PCIe或SATA,但卻清楚標示128G!

以上就是我們這次M.2的進階版!若是您對M.2還有想要更深入的了解,也可以自己上網去找一下!同樣的,若有什麼跟我們不同的看法,也歡迎提出來一起討論研究~謝謝~

參考資料來源:

https://read01.com/zh-tw/j7e4PD.html#.Wssor4hubct