pcie gen3 x4 ultra m 2 что это

Записки IT специалиста

Технический блог специалистов ООО»Интерфейс»

Как правильно выбрать NVMe SSD диск

Твердотельные накопители (SSD) за последние годы стремительно улучшают свои показатели, выходя на рубежи производительности, которые еще недавно казались недостижимыми. Это сделалось возможным при переходе на шину PCI Express и протокол NVMe, такие диски не имеют ничего общего с SATA и являются новым типом накопителей, изначально рассчитанных на использование твердотельной памяти. При этом вокруг них до сих пор гуляет множество мифов и заблуждений, что порой очень мешает сделать правильный выбор, поэтому сегодня мы постараемся отделить зерна от плевел и рассказать о том, что действительно важно при выборе такого диска.

Основным поводом к написанию данной статьи стал не уменьшающийся поток вопросов по поводу приобретения и работы NVMe накопителей, начиная с того, какой диск выбрать для приобретаемой системы, и заканчивая тем, что купленный диск не развивает заявленных в описании скоростей.

Чтобы лучше понимать, о чем пойдет речь дальше мы рекомендуем ознакомиться с нашей статьей: Твердотельные накопители: что такое SLC, MLC, TLC, QLC, NVMe и прочие аббревиатуры? Мы не будем подробно останавливаться на рассмотренных в ней вопросах.

Основные понятия

Путаница с твердотельными дисками начинается уже с основных понятий. Поэтому сразу внесем ясность. Рекомендуем внимательно ознакомиться с приведенной ниже информацией и никогда не путать одно с другим.

Поэтому говоря о современных NVMе дисках следует понимать, что это прежде всего накопитель с подключением по шине PCI Express и с поддержкой протокола NVM Express, для подключения к компьютеру такой диск может использовать разъем M.2. Именно в этом порядке, потому как форм-фактор M.2 вовсе не говорит о том, что перед нами именно NVMe диск, так как с данным разъемом выпускается большое количество SATA-моделей. Точно также NVMe диски могут использовать иные разъемы для подключения к ПК, например, U.2.

Что нужно знать про шину PCI Express

Так как NVMe накопители подключаются к шине PCI Express, то начнем разбираться с нее. Первая спецификация шины PCI Express представлена в 2002 году и это означает, что нет принципиальных препятствий для подключения NVMe дисков даже к достаточно старым устройствам и они даже будут работать. Но следует учитывать, что пропускная способность одной линии различных версий PCIe имеет разные значения. На сегодняшний день массовое применение имеет третья версия PCIe и только начинают появляться устройства с поддержкой четвертой. Ниже в таблице представлена пропускная способность одной, двух и четырех линий разных поколений PCIe.

Существующие модели NVMe дисков поддерживают две или четыре линии PCI-е. Как видим, несмотря на то что скорость одной линии PCI Express с каждым поколением практически удваивалась, но только к третьей версии достигла значений, дающих серьезное преимущество над SATA даже в недорогом варианте с двумя линиями.

Все современные модели, если не сказано иного, поддерживают третье поколение PCIe, ряд дорогих моделей поддерживает спецификацию 4.0. Если же мы возьмем материнские платы, то там не все так радужно, поддержку PCIe 4.0 можно найти только в топовых моделях, а гораздо чаще можно столкнуться с использованием второго поколения шины, даже во вполне современных системах. Кроме того, нельзя говорить о PCI Express только в разрезе материнской платы, обязательно нужно брать во внимание используемый процессор, так как контроллер шины находится в нем и именно от него будет зависеть доступное количество линий и их поколение.

Чтобы не быть голословными, давайте разберем несколько примеров. Проще всего с Intel, так как там практически каждое поколение процессоров имеет собственный сокет и вариативность не так велика. Кроме того, последние поколения процессоров имеют одинаковую конфигурацию PCIe вне зависимости от модели, так все процессоры 10-го поколения, от Celeron G до Core i9 имеют 16 линий PCIe 3.0 с возможными конфигурациями 1×16, 2×8, 1×8+2×4.

Как ни странно, проще всего с недорогими моделями. Возьмем, к примеру Gigabyte H410M S2H V3, данная материнская плата имеет единственный разъем M.2 M-key c PCIe Gen3 x4, а так как кроме процессоров 10-го поколения установить туда больше ничего нельзя, то вы при любом раскладе получаете 4 линии PCIe третьего поколения с пропускной способностью до 3,9 ГБ/с.

Берем более дорогую ASRock B460 Pro4, эта плата имеет два разъема M.2, каждый из которых поддерживает PCIe до уровня Gen3 x4, кроме того, в один из разъемов можно установить SATA-устройство. Опять-таки процессоры только 10-го поколения, что гарантирует отсутствие неприятных сюрпризов.

Итак, самый верхний разъем M.2, предоставляющий четыре линии PCIe 4.0 доступен только при установке процессора 11-го поколения, если вы купите процессор 10-го поколения данный разъем «превратится в тыкву», т.е. не будет работать вообще. Оставшиеся разъемы предоставляют линии третьего поколения в количестве x4 и x2, таким образом подсистема хранения B560 Pro4 оказывается даже более ограниченной, чем у более дешевой B460 Pro4 и раскрывается только при использовании процессоров 11-го поколения.

С переходом в стан AMD все становится гораздо интереснее, потому как платформа AM4 не менялась уже достаточно долго и предусматривает поэтому большую вариативность, кроме того, разные модели процессоров AMD имеют разную конфигурацию PCIe.

И снова проще всего с недорогими платами, скажем ASRock AB350M Pro4-F имеет два разъема M.2, один из них поддерживает только SATA3 и нас не интересует, а вот второй предоставляет 4 линии PCIe 3.0 при использовании старших моделей процессоров и всего две линии при установке Athlon или процессоров A-Series APU. При этом несмотря на то, что плата поддерживает процессоры третьего поколения (Zen2) линий PCIe 4.0 на слотах хранения вы не получите.

Внимательный читатель может заметить, что наиболее причудливые конфигурации PCIe встречаются именно на платах верхнего ценового сегмента. Действительно это так. Объяснение этому факту тоже достаточно простое: количество доступных линий PCIe конечно и если в недорогих платах их в принципе хватает на всех потребителей, то в более высоком сегменте приходится идти на компромиссы, так как количество подключаемых к шине устройств только растет.

Несколько слов о разъемах М.2

К выбору нового форм-фактора для накопителей NVMe имеет опосредованное отношение, любой, кто заглядывал внутрь 2,5″ SSD диска знает сколько там неиспользуемого пустого места. Добавьте к этому корпус и разъем. Переход на M.2 позволил еще раз удешевить производство, а также, за счет меньших размеров, упростить проектирование компактных устройств. Пользователи тоже не остались в накладе, компактный накопитель устанавливается непосредственно на плату устройства и позволяет обойтись без кабелей, что улучшает внешний вид и вентиляцию собранного компьютера.

Изначально для SSD выбрали форм-фактор M.2 с разъемом B key, данный разъем предусматривал вывод на свои контакты интерфейса SATA и двух линий PCIe. На первых порах этого было достаточно, но с развитием быстрых NVMe дисков пропускной способности двух линий PCIe стало не хватать. При этом возможности разъема B key не позволяли увеличить количество линий PCIe, потому что стандартом также предусмотрен вывод на него интерфейсов USB 2.0 / 3.0, HSIC, SSIC, Audio, UIM, I2C. Они могут быть разведены или не разведены на каждый конкретный разъем, но разъем должен оставаться электрически совместимым с любым типом устройств, которые могут быть подключены к нему. Проще говоря, устройство может там обнаружить или не обнаружить требуемые линии, но ничего неожиданного там оказаться не должно.

Поэтому был разработан новый тип разъема с ключом M key, который предусматривает вывод на него только интерфейсов PCIe x4 и SATA, при этом в части двух линий PCIe и SATA разъем сохраняет совместимость с B key. Таким образом разработанные для разъема B key накопители могут успешно работать в разъеме M key, но не наоборот.

Практически все современные материнские платы выпускаются с разъемом M key, с ним же идут все PCIe x4 NVMe диски, в то время как SATA и PCIe x2 модели оснащаются комбинированным разъемом B&M keу и могут быть установлены как на старые, так и на новые платы.

Иногда здесь возникает непонимание, ведь раньше мы говорили, что PCIe x4 диски совместимы с интерфейсом PCIe x2, а теперь оказывается, что подключить рассчитанный на четыре линии накопитель к разъему с двумя линиями PCI Express нельзя. Однако противоречия тут нет. Спецификация PCIe требует от устройств поддержки работы с любым количеством линий, начиная от одной, максимальное количество ограничивается возможностями устройства, также все новые версии PCIe обязаны сохранять обратную совместимость со старыми устройствами (и наоборот). Но, оставаясь совместимыми по интерфейсу, диски PCI x4 электрически несовместимы со старым разъемом.

Загрузка с NVMe

Для загрузки с NVMe устройств низкоуровневое ПО материнской платы должно уметь работать с такими дисками и именно это подразумевается, когда на коробках пишут «поддерживает NVMe». Без поддержки со стороны материнской платы вы также сможете использовать NVMe диски, но не сможете загрузитьcя с них. Для плат с UEFI такую поддержку во многих случаях можно добавить, просто обновив прошивку (существуют также прошивки от энтузиастов для старых плат), для устройств с BIOS такая возможность обычно недоступна. Есть, конечно, вариант с самостоятельной ручной модификацией для некоторых моделей, но это сугубо на свой страх и риск.

Если же вы не готовы взять на себя такую ответственность, то можно пойти обходным путем и использовать Clover EFI bootloader. Работа с данным инструментом выходит за рамки этой статьи, однако в сети можно найти достаточно инструкций.

Возвращаемся к выбору диска

Теперь, вооружившись необходимым объемом знаний, можно приступать к выбору NVMe диска. Прежде всего следует определиться с выбором материнской платы и процессора, а затем, при помощи спецификаций на них, уточнить количество линий PCIe на разъемах M.2 и поколение интерфейса.

И если вы внимательно читали эту статью, то в ряде случаев вам даже не придется заглядывать в спецификации, так, например, увидев заявленную для SAMSUNG 980 PRO максимальную скорость чтения в 6900 МБ/с сразу можно понять, что речь идет о PCIe 4.0 и без поддержки этого интерфейса со стороны материнской платы и процессора такой диск покупать не имеет смысла.

Если у вас в наличии 4 линии PCIe 3.0 то можете смело выбирать диски со скоростями 3900 МБ/с, т.е. практически любой производительный диск, кроме топов, с поддержкой четвертой версии интерфейса. При этом часто на плате остается еще один разъем M.2 с меньшим количеством линии или более старой версией интерфейса. Поэтому вполне разумно желание установить туда еще один накопитель, все равно производительность даже двух линий PCIe 3.0 существенно превосходит пропускную способность SATA. Как быть в этом случае? Очень просто, из таблицы выше получаем значение пропускной способности двух линий третьего поколения (или четырех линий второго) как 2000 МБ/с, если грубо округлить в большую сторону, вот на эту цифру и будем ориентироваться.

В любом случае принцип прост: выясняем пропускную способность разъема и согласно нее подбираем подходящий диск. Также не забываем обратить внимание на тип ключа, если для современных плат это несущественно, практически везде стоит M key и вы сможете установить любой накопитель, то на более старых платах вы можете встретить B key и диски PCIe x4 подключить туда не получится чисто физически.

Еще один неочевидный фактор: на многих платах разъемы M.2 делят линии PCIe с каким-либо слотом и при подключении накопителя определенный слот перестанет работать. Обязательно учитывайте это, если используете дополнительные PCIe устройства помимо видеокарты.

Надеемся, данная статья поможет вам внести ясность в вопрос выбора накопителя NVMe и позволит избежать грубых ошибок и необоснованных материальных затрат.

Помогла статья? Поддержи автора и новые статьи будут выходить чаще:

Или подпишись на наш Телеграм-канал:

Источник

Чем отличается дорогой SSD M.2 от дешевого

Содержание

Содержание

Выбирая SSD-накопитель формата М.2 для персонального компьютера порой задаешься вопросом: «А нужно ли переплачивать за более дорогую модель или взять дешевую такого же объема?». В поиске ответа на этот вопрос мы рассмотрим потребительские SSD с интерфейсом подключения по PCI-E.

Данный интерфейс имеет несколько поколений (версий), которые отличаются между собой пропускной способностью.

Интерфейс

Интерфейс PCI-E 3.0 x2

Его пропускная способность менее 2 Гб/с — это связано с тем, что одна линия третьего поколения PCI-E способна пропустить данные со скоростью до 1 Гб/с (985 Мб/с). Данный интерфейс уже не часто встретишь на рынке SSD-накопителей, в основном он используется в недорогих моделях.

Интерфейс PCI-E 3.0 x4

Он имеет 4 линии передачи данных. Максимальная скорость передачи составляет чуть меньше 4 Гб/с. В настоящее время это один из самых популярных интерфейсов у PCI-E SSD-накопителей.

Интерфейс PCI-E 4.0 x4

На сегодняшний день это один из самых быстрых интерфейсов для передачи данных. Одна линия четвертого поколения PCI-E способна передать данные с максимальной скоростью до 2 Гб/с, а 4 линии — до 8 Гб/с (7,88 Гб/с). Данный интерфейс используется на одних из самых дорогих SSD-накопителей.

Скорость передачи данных у SSD-накопителей может ограничиваться интерфейсом подключения на материнских платах. На материнских платах есть специальное гнездо для накопителей формата M.2, который использует PCI-E линии с процессора и управляются чипсетом материнской платы.

Например, SSD-накопитель с логическим интерфейсом PCI-E 4.0 x4 и объемом на 500Гб на PCI-E 4.0 x4 показывает максимальную скорость чтения — 6900 Мбайт/сек, а записи — 5000 Мбайт/сек. На PCI-E 3.0 x4 его максимальная скорость чтения и записи будет приблизительно 3940 Мбайт/сек. Поэтому если вы не планируете в ближайшее время менять материнскую плату с большим числом линий, а также с более новыми поколениями совместимых интерфейсов, то брать SSD с более быстрым PCI-E нет смысла.

С помощью программы CrystalDiskInfo можно узнать текущей режим подключения в строке «Режим передачи».

Контроллеры

Помимо PCI-E интерфейса SSD-накопители отличаются между собой контроллером — он обеспечивает обмен данными с шиной PCI-E, а так же управляет операциями по чтению и записи в ячейках памяти. От того насколько эффективно контроллер осуществляет эти команды и зависит быстродействие всего SSD-накопителя.

В контроллере важно количество ядер и каналов. Чем больше ядер и каналов, тем лучше производительность и скорость SSD-накопителя при чтении и записи информации, следовательно, цена на данный накопитель будет выше, чем у более слабого контролера.

Модель контролера

PS5007-E7

PS5008-E8

PS50012-E12

Шина

PCIe Gen3x4

PCIe Gen3x2

PCIe Gen3x4

Поддерживаемая память

MLC/TLC

MLC/TLC

QLC/TLC

Кол-во ядер CPU

Потоков

Макс. скорость чтения, ГБ/с

Макс. скорость записи, ГБ/с

Чтобы узнать какой контролер именно в вашем SSD-накопителе достаточно заглянуть в описание характеристик, так же можно посмотреть на самом SSD-накопителе маркировку контролера.

Фирм, выпускающих контролеры, довольно много. Но самые известные можно перечислить по пальцам: Silicon Motion, Phison, Realtek, Samsung.

Тип памяти

Немаловажным аспектом при выборе SSD-накопителя является тип памяти. На сегодняшний день существует четыре типа памяти:

SLC «Single Level Cell» — на один блок помещается 1 бит информации. Данный тип памяти используется на дорогих SSD-накопителях и выдерживает около 100 тыс. перезаписей.

MLC «Multi Level Cell — на один блок помещается 2 бита информации. Данная память используется на высокоскоростных SSD-накопителях, которые выдерживают около 10 тыс. перезаписей, такие SSD существенно дешевле, чем память на SLC.

TLC «Triple Level Cell» — в нем на один блок записывается 3 бита информации. TLC память используется в подавляющем количестве накопителей. Его ресурс приблизительно 3–5 тыс. перезаписей.

QLC «Quad Level Cell» — новый тип памяти из четырех представленных. На один блок записывается 4 бита информации. Память QLC является самой дешевой на сегодняшний день и ее ресурс около 1 тыс. перезаписей.

Бренд

Если мы сравниваем именитые бренды, которые зарекомендовали себя на рынке, с неизвестными брендами с «поднебесной», то можно сказать многое. У именитого производителя SSD работают по передаче данных на заявленной скорости, имеют гарантию, их техническое описание соответствует реальности. Неизвестные бренды не всегда могут похвастаться этим: их скорость передачи данных может не соответствовать заявленной, а компонентная база SSD-накопителя собирается на неизвестных моделях.

Одним из самых популярных брендов SSD-накопителей является Samsung. Связано это с тем, что компания сама производит компонентную базу для своих накопителей, а так же обеспечивает максимальную скорость передачи данных и надежность на своих SSD-накопителях, но не стоит забывать и о других брендах. Например, Western Digital, его SSD- накопителем WD Black SN850 может с легкостью потягаться с Samsung 980 PRO по скорости передачи данных на чтении и записи, а другие производители SSD-накопителей могут не показывать столь выдающихся результатов, но при этом быть столь же надежными и стоить намного дешевле.

Источник

Доброго времени суток.

Уже как несколько лет канули в лету споры о выгоде от использования SSD накопителей — сейчас его рекомендуют устанавливать всем: не только профессиональным геймерам или программистам, но и обычным пользователям. Преимущество в дисковой производительности колоссальное: в 5-10 раз! ✌

Однако, сейчас достаточно много SSD накопителей, различающихся размерами (прим.: форм-фактор): если с SSD форм-фактора 2,5 дюйма (классический размер, выглядит также, как жесткий диск) вопросов не так много, то вот с «новомодными» SSD M2 — настоящая путаница!

Собственно, в этой статье хотел разобрать самое основное о накопителях SSD M2: какой именно накопитель мне подойдет, какой интерфейс используется, что это за 2242, 2260, 2280 и ключи «M»,» «B», «B&M» на маркировке накопителя.

Выбор накопителя SSD M2: разбираемся с путаницей

Основное

Во многих новых ноутбуках и компьютерах (на материнской плате) стал все чаще появляться новый разъем M2 (что не удивительно!). Ведь он пришел на смену интерфейсам: mSATA, mini PCI Express.

И здесь хочу сразу отметить преимущество интерфейса M2 : он позволяет обходиться без кабелей питания, отдельных шлейфов и пр. «добра» (по сути, позволяет подключать устройства просто вставив карту в слот!).

К тому же, он меньше, чем тот же mSATA. Все это в купе позволяет M2 использовать в более мобильных и компактных устройствах, делает его более удобным и популярным.

Добавлю, что использовать M2 можно и для установки Wi-Fi адаптера, 3G/4G модемов, Bluetooth модуля, и др. устройств. (Прим.: просто многие полагают, что M2 используется исключительно для SSD)

M2 интерфейс одно время назывался как NGFF (форм фактор следующего поколения). В некоторых магазинах и у некоторых производителей накопителей встречаются SSD M2 именно с этой маркировкой.

В чем состоит путаница

1) SATA и PCIe

Формат M2, конечно, бесспорно перспективный, но уж очень все с ним не просто. Сразу скажу, что он подразделяется на два больших типа: SATA и PCIe (а каждый из этих типов подразделяется на несколько подтипов).

Почему так было сделано?

M2, как уже сказал выше, задумывался как универсальный интерфейс, который заменит устаревшие mSATA и mini PCIe. Но, дело в том, что пропускная способность SATA III составляет 6 Гбит/с, а накопитель SSD M2 PCIe — способен обеспечить скорость работы до 32 Гбит/с (согласитесь, разница существенна!).

Дополню, что M.2 PCIe различается по скорости в зависимости от количества линий. Так, например, PCI Express 2.0 с двумя линиями (обозначается, как PCI-E 2.0 x2) — обеспечивает скорость до 8 Гбит/c, PCI Express 3.0 с четырьмя линиями (PCI-E 3.0 x4) — обеспечивает заветные 32 Гбит/с.

Весь смак в том, что большинство устройств (скажем, ноутбуки) поддерживают только один тип диска, например, SSD M2 SATA III. Т.е. при выборе нужно очень внимательно подойти к тому, что же поддерживает устройство (но об этом еще пару слов ниже 👇).

2) Габариты накопителя 2242, 2260 и 2280

Еще один важный момент: накопители M2 (как SATA, так и PCIe) — могут быть разных габаритов. Всего их три: 2242, 2260 и 2280.

Первые две цифры (22) — это ширина накопителя, вторые (42, 62 или 80) — это его длина (см. скриншот ниже в качестве примера 👇).

Суть в том, что разные материнские платы поддерживают разные габариты накопителей. И если диск меньшей длины еще можно вставить в слот, то вот если он больше — это беда.

Однако, отмечу, что сейчас в продаже есть универсальные диски, длинной 80 мм, которые самостоятельно можно подрезать до нужной длины (прим.: все необходимые микросхемы располагаются на длине 42 мм).

3) Ключ и

Под ключами подразумеваются контакты и их расположение на накопителе. Существуют три вида ключей: «M», «B», и универсальный «B&M» (наглядный пример ниже). Перед покупкой диска, необходимо знать, какой ключ поддерживается вашим устройством.

Накопители с разными ключами, наглядный пример

Ключи на SSD M2 накопителях: интерфейс, механическая совместимость, схема

Еще один скрин в помощь: думаю, на нем понятнее. 👇

4) Технология NVMe

Старые диски используют протокол AHCI, но с появлением более быстрых дисков — он перестал справляться со своей задачей (не позволяет использовать максимальные скоростные характеристики накопителей). Для решения сей проблемы выпущен новый протокол — NVMe.

Он обеспечивает более высокую скорость, требует меньше ресурсов от процессора при операциях чтения/записи, стали гораздо меньше задержки. Чтобы ваш SSD мог работать по данному протоколу, обратите внимание на то, поддерживает ли ваша мат. плата данную технологию.

Итоги (что знать перед покупкой SSD M2, чтобы не оказаться в «дураках»):

Только после ответа на эти несколько вопросов, можно сделать выбор SSD M2, который будет у вас работать.

Сейчас стали появляться в продаже ноутбуки (и мат. платы) с универсальными портами, к которым можно подключить SSD M2 как PCI-E, так и SATA.

Стоит ли игра свеч? Переходить ли на SSD?

Многие часто спрашивают, а стоит ли вообще переходить на SSD, так уж существенна разница ли.

В качестве примера покажу сравнительный тест нескольких дисков, установленных у меня на ноутбуках/ПК. Первый тест — это SSD M2 (NVMe), второй — SSD M2 (SATA III), третий — классический HDD.

На скринах вы видите синтетические тесты. В реальной работе (при загрузке ОС, запуске игр, работе с ПО): многие из обычных пользователей отмечают огромную разницу между HDD и SSD (SATA), но почти не замечают между SSD (NVMe) и SSD (SATA).

Обратите внимание на первую строчку. Скорость чтения (Read) 2591 MB/s против 73 MB/s — разница в 30÷35 раз! Т.е. если раньше, до установки SSD (NVMe), Windows загружалась в течении 1 минуты — то сейчас менее 10 сек.!

Как проверить скорость диска: HDD, SSD. Тест, определение разницы в скорости между SSD и HDD, стоит ли переходить на твердотельный диск.

Как узнать, какой SSD M2 поддерживает моя мат. плата, что выбрать

Очень популярный вопрос.

И так, ближе к делу.

Пример обозначения на материнской плате (для M-KEY, PCIe)

Зная модель материнской платы (или ноутбука), можно зайти на сайт ее производителя и посмотреть характеристики.

Кстати, некоторые материнские платы сейчас делают универсальными, которые могут поддерживать несколько типов накопителей SSD M2 (пользователям ноутбуков в данном случае повезло меньше, т.к. они чаще всего поддерживают какой-то один конкретный тип).

Характеристики мат. платы на сайте производителя

Многие магазины и пользователи (которые уже приобрели данное железо) часто делают обзоры, из которых можно почерпнуть необходимые данные. Однако, рекомендую их подкреплять также первыми двумя вариантами (так сказать, убедиться своими глазами).

Дополнения по теме приветствуются.

Источник