เนื่องจากคอมพิวเตอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งแล็ปท็อปจะมีขนาดเล็กลงส่วนประกอบเช่นไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลที่จำเป็นต้องมีขนาดเล็กลงเช่นกัน ด้วยการเปิดตัวไดรฟ์ SSD จึงกลายเป็นเรื่องง่ายที่จะวางไว้ในรูปแบบที่บางกว่าเช่น Ultrabooks แต่ปัญหาก็คือการใช้ SATA interface มาตรฐานอุตสาหกรรมต่อไป ในที่สุดอินเตอร์เฟซ mSATA ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างแผ่นการ์ดบาง ๆ ที่ยังคงสามารถโต้ตอบกับอินเทอร์เฟซ SATA ได้ ปัญหาคือตอนนี้มาตรฐาน SATA 3.0 กำลัง จำกัด ประสิทธิภาพของ SSD อยู่ เพื่อที่จะแก้ไขปัญหาเหล่านี้รูปแบบใหม่ของอินเตอร์เฟซการ์ดขนาดเล็กที่จำเป็นในการได้รับการพัฒนา เดิมทีเรียกว่า NGFF (Next Generation Form Factor) อินเตอร์เฟซใหม่นี้ได้รับการออกแบบให้เข้ากับไดรฟ์ M.2 ใหม่ภายใต้ข้อกำหนดของ SATA 3.2
ความเร็วที่เร็วขึ้น
แม้ว่าขนาดจะเป็นปัจจัยในการพัฒนาอินเทอร์เฟซใหม่ แต่ความเร็วของไดรฟ์ก็มีความสำคัญเช่นกัน ข้อกำหนดของ SATA 3.0 จำกัด แบนด์วิดท์ในโลกแห่งความเป็นจริงบนไดรฟ์ SSD ในส่วนของไดรฟ์ประมาณ 600MB / s ซึ่งเป็นสิ่งที่หลายไดรฟ์ถึงแล้ว ข้อกำหนด SATA 3.2 นำเสนอแนวทางผสมผสานใหม่สำหรับอินเทอร์เฟซ M.2 เช่นเดียวกับ SATA Express ในสาระสำคัญการ์ด M.2 ใหม่สามารถใช้ข้อกำหนด SATA 3.0 ที่มีอยู่และ จำกัด ไว้ที่ 600MB / s หรืออาจเลือกใช้ PCI-Express ที่ให้แบนด์วิดท์ 1 GB / s ภายใต้ PCI-Express 3.0 ปัจจุบัน มาตรฐาน ตอนนี้ความเร็ว 1GB / s สำหรับเลน PCI-Express เดียว เป็นไปได้ที่จะใช้เลนหลายทางและภายใต้ข้อกำหนด M.2 SSD สามารถใช้ถนนได้ถึงสี่เลน การใช้เลนสองเลนจะให้ความเร็ว 2.0GB / s ในขณะที่สี่เลนสามารถให้ได้ถึง 4.0GB / s ด้วยการเปิดตัว PCI-Express 4.0 ในที่สุดความเร็วเหล่านี้จะเพิ่มเป็นสองเท่า
ตอนนี้ระบบทั้งหมดไม่สามารถบรรลุความเร็วเหล่านี้ได้ ไดรฟ์ M.2 และอินเทอร์เฟซบนคอมพิวเตอร์ต้องตั้งค่าในโหมดเดียวกัน อินเทอร์เฟซ M.2 ได้รับการออกแบบมาให้ใช้โหมด SATA แบบเดิมหรือโหมด PCI-Express ใหม่กว่า แต่ไดรฟ์จะเลือกใช้โหมดใด ตัวอย่างเช่นไดรฟ์ M.2 ที่ออกแบบมาพร้อมกับโหมดเดิม SATA จะถูก จำกัด ไว้ที่ความเร็ว 600 เมกะไบต์ / วินาที ตอนนี้ไดรฟ์ M.2 สามารถทำงานร่วมกับ PCI-Express ได้ถึง 4 เลน (x4) แต่คอมพิวเตอร์ใช้เฉพาะเลนสองเลน (x2) เท่านั้น ซึ่งจะทำให้ได้ความเร็วสูงสุดเพียง 2.0 GB / s เพื่อให้ได้ความเร็วสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้คุณจะต้องตรวจสอบทั้งไดรฟ์และคอมพิวเตอร์หรือเมนบอร์ดที่รองรับ
ขนาดเล็กและใหญ่ขึ้น
หนึ่งในเป้าหมายของการออกแบบไดรฟ์ M.2 คือการลดขนาดโดยรวมของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล นี่เป็นวิธีหนึ่งในหลาย ๆ วิธี ประการแรกทำให้การ์ดแคบลงกว่าปัจจัยฟอร์ม mSATA ก่อนหน้านี้ การ์ด M.2 มีความกว้างเพียง 22 มม. เมื่อเปรียบเทียบกับ mSATA ขนาด 30 มม. การ์ดยังสามารถ shorted เป็นเพียง 30 มม. ยาวเมื่อเทียบกับ 50mm ของ mSATA ความแตกต่างก็คือการ์ด M.2 ยังสนับสนุนความยาวที่ยาวขึ้นถึง 110 มม. ซึ่งหมายความว่ามันจะใหญ่ขึ้นซึ่งมีพื้นที่มากขึ้นสำหรับชิปและทำให้ความจุสูงขึ้น
นอกจากความยาวและความกว้างของการ์ดแล้วยังมีตัวเลือกสำหรับบอร์ด M.2 ด้านเดียวหรือสองด้าน ทำไมทั้งสองจึงมีความหนาแตกต่างกัน ดีบอร์ดด้านเดียวให้รายละเอียดที่บางมากและเป็นประโยชน์สำหรับแล็ปท็อป ultrathin บอร์ดสองด้านในทางกลับกันช่วยให้สามารถติดตั้งชิปได้มากเป็นสองเท่าในบอร์ด M.2 เพื่อเพิ่มความจุในการจัดเก็บซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับแอพพลิเคชันเดสก์ทอปขนาดกะทัดรัดที่มีพื้นที่ไม่สำคัญ ปัญหาคือคุณจำเป็นต้องทราบว่ามีขั้วต่อ M.2 แบบใดในคอมพิวเตอร์นอกเหนือจากพื้นที่สำหรับความยาวของการ์ด แล็ปท็อปส่วนใหญ่จะใช้เฉพาะการเชื่อมต่อด้านเดียวซึ่งหมายความว่าพวกเขาไม่สามารถใช้การ์ด M.2 แบบสองด้านได้
โหมดคำสั่ง
กว่าทศวรรษที่ผ่านมา SATA ได้จัดเก็บข้อมูลสำหรับเสียบและเล่นคอมพิวเตอร์ นี่เป็นเรื่องง่ายมากที่จะใช้อินเตอร์เฟส แต่ก็เพราะโครงสร้างคำสั่ง AHCI (Advanced Host Controller Interface) นี่เป็นวิธีที่คอมพิวเตอร์สามารถสื่อสารคำแนะนำกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลได้ ติดตั้งลงในระบบปฏิบัติการที่ทันสมัยทั้งหมดดังนั้นจึงไม่ต้องติดตั้งไดรเวอร์เพิ่มเติมลงในระบบปฏิบัติการเมื่อเราเพิ่มไดรฟ์ใหม่ มีการทำงานที่ยอดเยี่ยม แต่ได้รับการพัฒนาขึ้นในยุคของฮาร์ดไดรฟ์ที่มีความสามารถในการประมวลผลคำสั่งเนื่องจากมีลักษณะทางกายภาพของหัวไดรฟ์และแผ่นดิสก์ มีคิวคำสั่งเดียวกับ 32 คำสั่งเพียงพอ ปัญหาคือไดรฟ์ SSD สามารถทำได้มากกว่า แต่ถูก จำกัด ด้วยไดรเวอร์ AHCI
เพื่อช่วยลดปัญหาคอขวดและปรับปรุงสมรรถนะโครงสร้างคำสั่ง NVMe (Non-Volatile Memory Express) และไดร์เวอร์ได้รับการพัฒนาเพื่อลดปัญหานี้สำหรับไดรฟ์ SSD แทนที่จะใช้คิวคำสั่งเดียวจะมีคิวคำสั่งสูงถึง 65,536 คำโดยขึ้นกับคำสั่ง 65,536 คำต่อหนึ่งแถว นี้จะช่วยให้การประมวลผลแบบขนานมากขึ้นของการจัดเก็บข้อมูลการอ่านและเขียนคำขอซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานมากกว่าโครงสร้างคำสั่ง AHCI
แม้ว่าจะเป็นเรื่องที่ดี แต่ก็มีปัญหาเล็กน้อย AHCI มีอยู่ในระบบปฏิบัติการที่ทันสมัยทั้งหมด แต่ NVMe ไม่ใช่ เพื่อให้ได้ไดรฟ์ที่มีศักยภาพมากที่สุดไดรฟ์ต้องติดตั้งไดรเวอร์บนระบบปฏิบัติการที่มีอยู่เพื่อใช้โหมดคำสั่งใหม่นี้ นั่นเป็นปัญหาสำหรับคนจำนวนมากในระบบปฏิบัติการที่เก่ากว่า โชคดีที่ไดรฟ์ M.2 กำหนดให้ใช้โหมดทั้งสองโหมดได้ ทำให้การใช้อินเทอร์เฟซใหม่ได้ง่ายขึ้นด้วยคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีที่มีอยู่โดยใช้โครงสร้างคำสั่ง AHCIจากนั้นเมื่อการสนับสนุนโครงสร้างคำสั่ง NVMe ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นในซอฟต์แวร์ไดรฟ์เดียวกันสามารถใช้กับโหมดคำสั่งใหม่นี้ได้ เพียงแค่ต้องระมัดระวังว่าการสลับระหว่างโหมดทั้งสองโหมดจะต้องมีการจัดรูปแบบไดรฟ์ใหม่
การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น
คอมพิวเตอร์พกพามีจำนวนการทำงานที่ จำกัด ขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่และพลังงานที่ดึงมาจากส่วนประกอบต่างๆ ไดรฟ์โซลิดสเตทมีการลดการใช้พลังงานของคอมโพเนนต์การจัดเก็บอย่างมีนัยสำคัญเพื่อให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานที่ดีขึ้น แต่ยังมีโอกาสในการปรับปรุงอีกด้วย เนื่องจากอินเทอร์เฟซ SSD M.2 เป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนด SATA 3.2 แต่ก็มีคุณลักษณะอื่นนอกเหนือจากอินเทอร์เฟซเท่านั้น ซึ่งรวมถึงคุณลักษณะใหม่ที่เรียกว่า DevSleep เนื่องจากระบบมากขึ้นได้รับการออกแบบมาเพื่อเข้าสู่โหมดสลีปเมื่อปิดหรือปิดมากกว่าที่จะเปิดเครื่องอย่างสมบูรณ์มีการดึงแบตเตอรี่ออกมาอย่างต่อเนื่องเพื่อทำให้ข้อมูลบางอย่างสามารถใช้งานได้เพื่อการกู้คืนข้อมูลอย่างรวดเร็วเมื่ออุปกรณ์ตื่นขึ้น DevSleep ช่วยลดปริมาณพลังงานที่ใช้โดยอุปกรณ์เช่น M.2 SSDs โดยการสร้างสถานะพลังงานใหม่ที่ลดลง วิธีนี้จะช่วยยืดเวลาในการทำงานของระบบเหล่านั้นให้นอนหลับได้ดีกว่าการใช้พลังงาน
ปัญหาในการเริ่มระบบ
อินเทอร์เฟซ M.2 เป็นส่วนที่ยอดเยี่ยมสำหรับการจัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์และความสามารถในการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ของเรา มีปัญหาเล็กน้อยกับการใช้งานในช่วงต้นของมันแม้ว่า คอมพิวเตอร์จะต้องใช้บัส PCI-Express มิเช่นนั้นจะทำงานเหมือนกับไดรฟ์ SATA 3.0 ที่มีอยู่ ดูเหมือนจะไม่ใช่เรื่องใหญ่ แต่จริงๆแล้วเป็นปัญหากับเมนบอร์ดหลายรุ่นแรกที่ใช้คุณลักษณะนี้ ไดรฟ์ SSD มอบประสบการณ์ที่ดีที่สุดเมื่อใช้เป็นไดรฟ์รากหรือไดรฟ์สำหรับเริ่มระบบ ปัญหาคือซอฟต์แวร์ Windows ที่มีอยู่มีปัญหากับไดรฟ์จำนวนมากที่บูตจากบัส PCI-Express มากกว่าจาก SATA ซึ่งหมายความว่าการใช้ไดรฟ์ M.2 โดยใช้ PCI-Express ขณะที่รวดเร็วจะไม่เป็นไดรฟ์หลักที่มีการติดตั้งระบบปฏิบัติการหรือโปรแกรมไว้ ผลลัพธ์คือไดรฟ์ข้อมูลที่รวดเร็ว แต่ไม่ใช่ไดรฟ์สำหรับเริ่มระบบ
ปัญหานี้ไม่ได้เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการทุกเครื่อง ตัวอย่างเช่น Apple ได้พัฒนา OS X เพื่อใช้บัส PCI-Express สำหรับพาร์ติชันราก เนื่องจาก Apple เปลี่ยนไดรฟ์ SSD ไปยัง PCI-Express ใน 2013 MacBook Air ก่อนที่ข้อกำหนด M.2 จะสรุปผล Microsoft ได้ปรับปรุง Windows 10 เพื่อสนับสนุนไดรฟ์ PCI-Express และ NVMe ใหม่หากฮาร์ดแวร์ที่ใช้อยู่สามารถทำได้เช่นกัน Windows รุ่นเก่ากว่านี้อาจสามารถถ้าฮาร์ดแวร์ได้รับการสนับสนุนและมีการติดตั้งไดรเวอร์ภายนอกแล้ว
การใช้ M.2 สามารถลบคุณลักษณะอื่น ๆ ได้อย่างไร
ส่วนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเมนบอร์ดเดสก์ท็อปเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อ M.2 เข้ากับระบบที่เหลืออยู่ คุณเห็นมีถนน PCI-Express จำนวน จำกัด ระหว่างโปรเซสเซอร์กับส่วนที่เหลือของคอมพิวเตอร์ ในการใช้สล็อตการ์ด M.2 ที่รองรับ PCI-Express ผู้ผลิตเมนบอร์ดต้องใช้เลน PCI-Express เหล่านี้ออกจากส่วนประกอบอื่น ๆ ในระบบ วิธีที่ PCI-Express เลนesแบ่งระหว่างอุปกรณ์บนกระดานเป็นความกังวลหลัก ตัวอย่างเช่นผู้ผลิตบางรายใช้เลน PCI-Express กับพอร์ต SATA ดังนั้นการใช้สล็อตไดรฟ์ M.2 อาจใช้ช่อง SATA ถึงสี่ช่องขึ้นไป ในกรณีอื่น ๆ M.2 อาจแบ่งช่องเหล่านี้กับช่องเสียบ PCI-Express อื่น ๆ ตรวจดูให้แน่ใจว่าบอร์ดของคุณได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าการใช้ M.2 จะไม่รบกวนการใช้งานของฮาร์ดไดรฟ์ SATA อื่นไดรฟ์ดีวีดีหรือ Blu-ray หรือการ์ดเอ็กซ์แพนชันอื่น ๆ
