ככל שהמחשבים הולכים וקטנים, כך חייבים רכיבי חומרה כמו כונני אחסון. הצגת כונני מצב מוצק אפשרה עיצובים דקים יותר כמו אולטרבוקים, אך זה התנגש עם ממשק ה-SATA הסטנדרטי בתעשייה.
ממשק mSATA תוכנן ליצור כרטיס פרופיל דק שיוכל לקיים אינטראקציה עם ממשק SATA. בעיה חדשה צצה כאשר תקני SATA 3.0 הגבילו את הביצועים של כונני SSD. היה צורך לפתח צורה חדשה של ממשק כרטיס קומפקטי כדי לתקן את הבעיות האלה.
נקרא במקור NGFF (הדור הבא של Form Factor), הממשק החדש עבר תקן לממשק הכונן M.2 תחת מפרטי SATA גרסה 3.2.
מהירויות מהירות יותר
למרות שהגודל הוא גורם בפיתוח ממשק, מהירות הכונן קריטית באותה מידה. מפרטי SATA 3.0 הגבילו את רוחב הפס בעולם האמיתי של SSD בממשק הכונן לסביבות 600 מגה-בייט/שנייה, שאליו הגיעו כוננים רבים. מפרטי SATA 3.2 הציגו גישה מעורבת חדשה עבור ממשק M.2, כפי שעשתה עם SATA Express.
בעיקרון, כרטיס M.2 חדש יכול להשתמש במפרטי SATA 3.0 קיימים ולהוגבל ל-600 MB/s. לחלופין, הוא יכול להשתמש ב-PCI-Express, המספק רוחב פס של 1 GB/s תחת תקני PCI-Express 3.0 הנוכחיים. המהירות הזו של 1 GB/s היא עבור נתיב PCI-Express יחיד, אבל אפשר להשתמש במספר נתיבים. תחת מפרט M.2 SSD, ניתן להשתמש בעד ארבעה נתיבים. שימוש בשני נתיבים יספק באופן תיאורטי 2.0 GB/s, בעוד שארבעה נתיבים יספקו עד 4.0 GB/s.
עם ההשקה הסופית של PCI-Express 4.0, המהירויות הללו יוכפלו למעשה. שחרורו של PCI-Express 5.0 ב-2017 ראה עלייה ברוחב הפס ל-32 GT/s, עם 63 GB/s בתצורת 16 נתיבים. PCI-Express 6.0 (2019) ראה הכפלה נוספת של רוחב הפס ל-64 GT/s, מה שמאפשר 126 GB/s לכל כיוון.
לא כל המערכות משיגות את המהירויות האלה. יש להגדיר את הכונן והממשק M.2 באותו מצב. ממשק M.2 משתמש במצב SATA מדור קודם או במצבי PCI-Express החדשים יותר. הכונן בוחר באיזה מהם להשתמש.
לדוגמה, כונן M.2 שתוכנן עם מצב SATA מדור קודם מוגבל ל-600 MB/s. בעוד שכונן M.2 תואם ל-PCI-Express עד ארבעה נתיבים (x4), המחשב משתמש בשני נתיבים בלבד (x2). זה מביא למהירויות מקסימליות של 2.0 GB/s. כדי להשיג את המהירות המקסימלית האפשרית, בדוק במה תומכים הכונן והמחשב או לוח האם.
גדלים קטנים וגדולים
אחת המטרות של עיצוב כונן M.2 הייתה להקטין את הגודל הכולל של התקן האחסון.זה הושג באחת מכמה דרכים. ראשית, הכרטיסים נעשו צרים יותר מאשר בפורמט ה-mSATA הקודם. כרטיסי M.2 הם ברוחב 22 מ"מ, בהשוואה ל-30 מ"מ של mSATA. הכרטיסים גם קצרים יותר באורך של 30 מ"מ, בהשוואה ל-50 מ"מ של mSATA. ההבדל הוא שכרטיסי M.2 תומכים באורכים ארוכים יותר של עד 110 מ"מ. זה אומר שהכוננים האלה יכולים להיות גדולים יותר, מה שמספק יותר מקום לשבבים, ובכך, קיבולות גבוהות יותר.
בנוסף לאורך ורוחב הקלפים, ישנה אפשרות ללוחות M.2 חד-צדדיים או דו-צדדיים. לוחות חד-צדדיים מספקים פרופיל דק והם שימושיים עבור מחשבים ניידים דקים במיוחד. לוח דו צדדי מאפשר להתקין פי שניים שבבים על לוח M.2, מה שמאפשר נפח אחסון גדול יותר. זה שימושי עבור יישומי שולחן עבודה קומפקטיים שבהם השטח אינו קריטי.
הבעיה היא שאתה צריך להיות מודע לאיזה סוג מחבר M.2 יש במחשב, בנוסף למקום לאורך הכרטיס. רוב המחשבים הניידים משתמשים רק במחבר חד-צדדי, מה שאומר שמחשבים ניידים אינם יכולים להשתמש בכרטיסי M.2 דו-צדדיים.
מצבי פקודה
במשך יותר מעשור, SATA הפכה את האחסון לפעולת הכנס-הפעל. זאת בשל הממשק הפשוט ומבנה הפקודות AHCI (Advanced Host Controller Interface).
ה-AHCI הוא האופן שבו מחשבים מתקשרים הוראות עם התקני אחסון. הוא מובנה בכל מערכות ההפעלה המודרניות ואינו דורש התקנת מנהלי התקנים נוספים בעת הוספת כוננים חדשים.
ה-AHCI פותח בעידן שבו לכוננים קשיחים הייתה יכולת מוגבלת לעבד הוראות בגלל האופי הפיזי של ראשי הכוננים והלוחים. תור פקודות בודד עם 32 פקודות הספיק. הבעיה היא שכונני מצב מוצק של היום עושים הרבה יותר, אבל עדיין מוגבלים על ידי מנהלי ההתקן של AHCI.
מבנה הפקודות NVMe (Non-Volatile Memory Express) ומנהלי התקנים פותחו כדי לחסל את צוואר הבקבוק הזה ולשפר את הביצועים.במקום להשתמש בתור פקודות בודד, הוא מספק עד 65, 536 תורי פקודות, עם עד 65, 536 פקודות לכל תור. זה מאפשר עיבוד מקביל יותר של בקשות הקריאה והכתיבה באחסון, מה שמגביר את הביצועים על פני מבנה הפקודות של AHCI.
למרות שזה נהדר, יש קצת בעיה. AHCI מובנה בכל מערכות ההפעלה המודרניות, אבל NVMe לא. יש להתקין דרייברים על גבי מערכות ההפעלה הקיימות כדי להפיק את המרב מהכוננים. זו בעיה עבור מערכות הפעלה ישנות רבות.
מפרט הכונן M.2 מאפשר אחד משני המצבים. זה מקל על אימוץ הממשק החדש עם מחשבים וטכנולוגיות קיימות. ככל שהתמיכה במבנה הפקודות NVMe משתפרת, ניתן להשתמש באותם כוננים עם מצב פקודה חדש זה. עם זאת, מעבר בין שני המצבים מחייב לאתחל מחדש את הכוננים.
צריכת חשמל משופרת
למחשב נייד יש זמן פעולה מוגבל המבוסס על גודל הסוללות שלו והכוח הנצרך מהרכיבים שלו. כונני מצב מוצק מפחיתים את צריכת האנרגיה של רכיב האחסון, אך יש מקום לשיפור.
מכיוון שממשק M.2 SSD הוא חלק ממפרט SATA 3.2, הוא כולל תכונות נוספות מעבר לממשק. זה כולל תכונה חדשה בשם DevSleep. מכיוון שיותר מערכות מתוכננות להיכנס למצב שינה כשהן סגורות או כבויות, במקום לכבות לחלוטין, יש משיכה קבועה בסוללה כדי לשמור על כמה נתונים פעילים להתאוששות מהירה כשהמכשיר מותעורר. DevSleep מפחית את כמות החשמל בשימוש על ידי מכשירים על ידי יצירת מצב חדש של צריכת חשמל נמוכה יותר. זה אמור להאריך את זמן הריצה עבור מחשבים שהוכנסו למצב שינה.
בעיות באתחול
ממשק M.2 הוא התקדמות בתחום האחסון והביצועים של המחשב. מחשבים חייבים להשתמש באפיק PCI-Express כדי לקבל את הביצועים הטובים ביותר. אחרת, הוא פועל כמו כל כונן SATA 3.0 קיים. זה לא נראה כמו עניין גדול, אבל זו בעיה עם רבים מלוחות האם הראשונים שעשו שימוש בתכונה.
כונני SSD מציעים את החוויה הטובה ביותר כאשר משתמשים בהם ככונן השורש או האתחול.הבעיה היא שלתוכנת Windows הקיימת יש בעיה עם כוננים רבים העולים מאפיק PCI-Express ולא מ-SATA. משמעות הדבר היא כי כונן M.2 המשתמש ב-PCI-Express לא יהיה הכונן הראשי שבו מותקנות מערכת ההפעלה או התוכניות. התוצאה היא כונן נתונים מהיר אך לא כונן האתחול.
לא בכל המחשבים ומערכות ההפעלה יש בעיה זו. לדוגמה, אפל פיתחה את macOS (או OS X) כדי להשתמש באפיק PCI-Express עבור מחיצות שורש. הסיבה לכך היא שאפל החליפו את כונני ה-SSD שלהם ל-PCI-Express ב-MacBook Air 2013 - לפני שמפרטי M.2 הושלמו סופית. מיקרוסופט עדכנה את Windows 10 כדי לתמוך בכונני PCI-Express ו-NVMe החדשים. גרסאות ישנות יותר של Windows עשויות לעבוד גם אם החומרה נתמכת ומנהלי התקנים חיצוניים מותקנים.
איך שימוש ב-M.2 יכול להסיר תכונות אחרות
תחום נוסף של דאגה, במיוחד עם לוחות אם שולחניים, נוגע לאופן שבו ממשק M.2 מחובר לשאר מערכת המחשב.יש מספר מוגבל של נתיבי PCI-Express בין המעבד לשאר המחשב. כדי להשתמש בחריץ כרטיס M.2 תואם PCI-Express, יצרן לוח האם חייב לקחת את נתיבי ה-PCI-Express הרחק מרכיבים אחרים במערכת.
איך נתיבי ה-PCI-Express מחולקים בין המכשירים שעל הלוחות היא דאגה גדולה. לדוגמה, יצרנים מסוימים חולקים את נתיבי ה-PCI-Express עם יציאות SATA. לפיכך, שימוש בחריץ הכונן M.2 עשוי לצרוך למעלה מארבעה חריצי SATA. במקרים אחרים, ה-M.2 עשוי לחלוק נתיבים אלה עם חריצי הרחבה אחרים של PCI-Express.
בדוק כיצד הלוח מתוכנן כדי לוודא שה-M.2 לא יפריע לשימוש פוטנציאלי בכוננים קשיחים אחרים של SATA, כונני DVD, כונני Blu-ray או כרטיסי הרחבה אחרים.
