M.2 wurde von den Normungsorganisationen PCI-SIG und SATA-IO und ist in den PCI-SIG M.2- und SATA Rev. 3.2-Spezifikationen definiert. Es wurde ursprünglich als Next Generation Form Factor (NGFF) bezeichnet und 2013 offiziell in M.2 umbenannt. M.2 wird auch heute noch von vielen Leuten NGFF genannt.

Das kleine M.2 Format passt für viele Erweiterungskarten, wie Wi-Fi, Bluetooth, Satellitennavigation, Nahfeld-Kommunikation (NFC), Digitalradio, Wireless Gigabit Alliance (WiGig), Wireless WAN (WWAN) und Solid-State Drives (SSDs).

M.2 hat einen Teilsatz mit bestimmten Formfaktoren, die ausschließlich SSDs vorbehalten sind.

Nein, sie sind unterschiedlich; M.2 unterstützt sowohl SATA- als auch PCIe-Speicherschnittstellen, während mSATA nur SATA unterstützt. Sie sehen auch verschieden aus und können nicht in dieselben Systemanschlüsse gesteckt werden. Die nachstehende Abbildung zeigt eine M.2-SSD und eine mSATA-SSD. Sie können die unterschiedlichen Anschlüsse für ihre jeweiligen Kartengrößen erkennen.

Module image

Vergleich zwischen M.2 2280 (oben) und mSATA. Beachten Sie die Verführungsnasen (oder Kerben), die verhindern, dass sie in nicht kompatible Sockel eingesteckt werden.

Der M.2-Formfaktor wurde geschaffen, um vielfältige Optionen für Karten im Kleinformat, einschließlich SSDs, zu ermöglichen. Ursprünglich war mSATA der kleinste Formfaktor für SSDs. Jedoch kann mSATA nicht zu angemessenen Kosten bis zu 1TB Speicherkapazität skaliert werden. Die Antwort war deshalb die neue M.2-Spezifikation, die verschiedene M.2-SSD-Kartengrößen und Kapazitäten ermöglicht. Die M.2-Spezifikation ermöglichen Systemherstellern standardmäßig allgemein übliche Kleinformate herzustellen, die bei Bedarf auf hohe Speicherkapazitäten erweitert werden können.

Alle M.2-SSDs passen in M.2-Sockel auf Systemplatinen. Der M.2-Formfaktor führt zu mehr Leistung bei kleinerem Platzbedarf und ist die Zukunft für den technischen Fortschritt bei SSDs.Zudem sind weder Strom- noch Datenkabel erforderlich und somit auch keine Kabelführung. Sie müssen M.2-SSDs genauso wie mSATA-SSDs nur in einen Steckplatz einstecken und die physische Installation ist abgeschlossen.

In Motherboards, die mit den neuesten Intel z97- und AMD FX 990-Chipsätzen ausgestattet sind und SSDs nach M.2 SATA- oder PCIe unterstützen. Zudem gibt es bereits viele Notebooks, die M.2-SSDs unterstützen. Vor dem Kauf einer M.2-SSD sollten Sie die Kompatibilität in den Spezifikationen Ihres Systems und im Benutzerhandbuch checken.

Wir beziehen uns in dieser FAQ ausschließlich auf den Formfaktor von M.2-SSDs in Bezug auf Lesegeräte: Es gibt auch M.2-Steckplätze in Systemen, die nicht mit M.2-SSDs kompatibel sind.

Da es unterschiedliche M.2-Kartenarten gibt, von SSD- zu WAN-Karten (Wide-Area Network), sind auch die Größen der entsprechenden M.2-Module unterschiedlich.

M.2-Module auf SSD-Basis sind meistens in den Größen 22 mm Breite x 30 mm Länge, 22 mm x 42 mm, 22 mm x 60 mm, 22 mm x 80 mm und 22 mm x 110 mm. Die Karten werden nach ihren vorstehenden Maßen bezeichnet: Die ersten beiden Ziffern definieren die Breite (alle in 22 mm) und die weiteren Ziffern definieren die Länge, zwischen 30 mm und 110 mm. M.2-SSDs werden also als 2230, 2242, 2260, 2280 und 22110 bezeichnet.

Die nachstehende Abbildung zeigt eine 2,5 Zoll-SSD und M.2-SSDs in den Größen 2242, 2260 und 2280:

Size range image

M.2-SSDs haben aus zwei Gründen unterschiedliche Längen:

  1. Zum einen ermöglichen unterschiedliche Längen unterschiedliche Laufwerkskapazitäten bei SSDs. Die Anzahl der NAND-Flash-Chips, die zusätzlich zu einem Controller und eventuellem DRAM-Speicher-Chip auf einem Laufwerk angebracht werden können, richtet sich nach seiner Länge. Die Längen 2230 und 2242 unterstützen 1 bis 3 NAND Flash-Chips. Die Module 2280 und 22110 unterstützen bis zu 8 NAND Flash-Chips und somit passen in die größten M.2-Formfaktoren sogar SSDs mit 1TB.
  2. Die Größe der Steckplätze in Systemplatinen kann die M.2-Größe einschränken:Verschiedene Notebooks können zwar eine M.2 für Caching-Zwecke unterstützen, haben jedoch nur Platz um eine 2242 M.2-SSD aufzunehmen (2230 M.2-SSDs sind noch kleiner, werden jedoch meistens nicht benötigt, da 2242 M.2-SSDs passen).

    Beispielsweise werden bei Verwendung einer M.2-SSD als Cache (Mit Intel® SRT-Software [Smart Response Technology] in Client-Systemen) oder BS-Bootsystem mit niedrigerer Speicherkapazität in einem Ultrabook oder Chromebook normalerweise 2242 M.2-SSDs verwendet.Bei Verwendung einer M.2-SSD als primäres Laufwerk in einem Notebook oder Desktopsystem werden meistens die längeren 2280 M.2-SSDs verwendet, deren Kapazität höher ist.

Kingston begann im Juni 2014 mit der Einführung von 2280 SATA M.2-SSDs und wird je nach Marktbedarf weitere Größen hinzufügen.

M.2 ist ein physischer Formfaktor.SATA und PCIe beziehen sich jeweils auf die Speicherschnittstelle. Der Hauptunterschied liegt in der Leistung und dem Protokoll (Sprache) der M.2-SSD.

Die Spezifikationen der M.2 wurden so konzipiert, dass sie sowohl eine SATA- als auch eine PCIe-Schnittstelle für SSDs aufnehmen kann.M.2-SATA-SSDs werden denselben Controller verwenden, der in typischen 2.5 SATA-SSDs verwendet wird.M.2-PCIe-SSDs werden einen Controller verwenden, der speziell zur Unterstützung des PCIe-Protokolls konzipiert wurde.

Eine M.2-SSD kann nur ein Protokoll unterstützen. Jedoch haben verschiedene Systeme M.2-Steckplätze, die sowohl SATA als auch PCIe unterstützen können.

Nein. Eine M.2-SSD kann entweder SATA oder PCIe unterstützen, jedoch nicht beides gleichzeitig Zudem wird Steckplätzen auf Systemplatinen vom Hersteller zugewiesen, ob sie SATA, PCIe, oder in manchen Fällen beides, unterstützen. Es ist deshalb wichtig, dass Sie sich im Handbuch Ihres Systems informieren, welche der Technologien unterstützt werden. Je nach Motherboard können Steckplätze beides unterstützen, oder nur entweder SATA oder PCIe.

Die PCIe-Schnittstelle ist schneller, da die SATA 3.0-Spezifikationen auf eine maximale Geschwindigkeit von ~600MB/s begrenzt sind. Demgegenüber verfügen PCIe Gen2 x2-Spuren über bis zu 1000MB/s und Gen2 x4-Spuren bis zu 2000MB/s. Zudem wird die neue PCIe Gen3-Technologie mit x4-Geschwindigkeiten von bis zu 4000MB/s ab 2015 häufiger genutzt werden.

Nein, sowohl SATA- als auch PCIe-M.2-SSDs verwenden die im BS standardmäßig integrierten AHCI-Treiber. Möglicherweise müssen Sie jedoch die M.2-SSD im System-BIOS aktivieren, bevor Sie sie verwenden können.

In bestimmten Fällen kann es sein, dass der M.2-SSD-Steckplatz PCIe-Spuren oder SATA-Anschlüsse des Motherboards mit anderen Geräten teilen muss. Informieren Sie sich bitte in der Dokumentation zu Ihrem Motherboard, da die Verwendung der beiden gemeinsam benutzten Anschlüsse eine der Schnittstellen deaktivieren kann.

Insgesamt wäre die Leistung wahrscheinlich ähnlich, jedoch hängt dies auch von von dem in der jeweiligen SSD verwendeten Controller im Host- System ab, wie auch vom internen Layout und Controller jeder SSD. Die SATA 3.0-Spezifikation unterstützt bis zu 600MB/s im 2,5-Zoll-, mSATA- und im M.2-SSD-Formfaktor.

Wenn das Host-System das PCIe-Protokoll nicht unterstützt, wird die PCIe- M.2-SSD höchstwahrscheinlich vom BIOS nicht erkannt und ist demzufolge nicht mit dem System kompatibel Gleichfalls kann eine SATA-M.2-SSD nicht verwendet werden, die in einem Steckplatz installiert wurde, der nur PCIe-M.2-SSDs unterstützt.

Die PCIe x4-M.2-SSD könnte auf diesem Motherboard nur mit PCIe x2-Geschwindigkeit (2 Spuren) funktionieren. x4-fähige M.2-SSDs funktionieren nur mit ihrer konzipierten Geschwindigkeit, wenn sie in einem Motherboard installiert sind, das PCIe x4-Geschwindigkeiten unterstützt. Zudem bestehen auf Systemplatinen PCIe-Beschränkungen, wenn die Gesamtanzahl der PCIe-Spuren überschritten werden könnte. PCIe-M.2 x4 SSDs können in diesem Fall auf 2 oder sogar auf null Spuren beschränkt werden.

Die M.2-Spezifikationen definieren 12 Schlüssel oder Einkerbungen auf der M.2-Karte und an der Steckplatzschnittstelle. Viele von ihnen werden erst in der Zukunft verwendet werden:

table

Besonders 3 Schlüssel werden für gewöhnlich für M.2-SSDs verwendet:

  • B
  • M
  • B+M (d.h., dass beide Schlüssel auf der M.2-SSD vorhanden sind)

Die einzelnen Schlüsselarten sind oft auf oder in der Nähe des Steckverbinders (oder auch Goldfinger) sowohl auf der M.2-SSD als auch auf dem M.2-Steckplatz angegeben.

Die folgende Grafik zeigt die M.2-SSD-Schlüssel auf den M.2-SSDs und die Kerben auf den kompatiblen M.2-Steckplätzen. Durch diese Kennzeichnung wird das Einstecken in die richtigen Anschlüsse gewährleistet.

Key image

Beachten Sie bitte, dass M.2-SSDs mit dem B-Schüssel eine unterschiedliche Anzahl (6) Kontaktstifte in der Leiste aufweisen als M.2-SSDs die mit M gekennzeichnet sind (5). Dieses asymmetrische Layout verhindert, dass M.2-SSDs verwechselt und eine mit B gekennzeichnete M.2-SSD in einen mit M gekennzeichneten Steckplatz eingesteckt werden kann, und umgekehrt.

Eine M.2-SSD mit einem B-markierten Steckverbinder kann je nach Ihrem Gerät SATA- und/oder PCIe-Protokolle unterstützen, kann jedoch nur PCIe x2-Leistung (1000MB/s) auf dem PCIe-Bus unterstützen.

Eine M.2-SSD mit einem M-markierten Steckverbinder kann je nach Ihrem Gerät SATA- und/oder PCIe-Protokolle unterstützen und kann bis zu PCIe x4-Leistung (2.000MB/s) auf dem PCIe-Bus unterstützen, wenn das Host-System gleichfalls x4 unterstützt.

Eine M.2-SSD mit einem B+M-markierten Steckverbinder kann je nach Ihrem Gerät SATA- und/oder PCIe-Protokolle unterstützen, kann jedoch nur x2-Leistung auf dem PCIe-Bus unterstützen.

Welche Bedeutung haben die einzelnen Schlüssel?
M.2-SSD-Schlüssel B-Schlüssel M-Schlüssel B+M-Schlüssel
SSD-Steckverbinder
Kompatible Steckplätze
Unterstützte Laufwerkarten (Protokolle) SATA und/oder PCIe x2 SATA und/oder PCIe x4 Hängt von der jeweiligen Unterstützung (B oder M) des Steckers und der M.2-SSD ab. Informieren Sie sich in der Systemdokumentation über die Kompatibilität mit dem M.2-SSD-Typ.

Mehr

M.2-SSD-Schlüssel B-Schlüssel M-Schlüssel
SSD-Steckverbinder SSD edge connector - B Key SSD edge connector - M Key
NICHT kompatible Steckplätze Not Compatible Sockets - B Key Not Compatible Sockets - M Key

Sofern das entsprechende SSD-Protokoll(SATA oder PCIe) unterstützt wird, sind M.2-SSDs mit B+M-Schlüssel auf verschiedenen Motherboards systemübergreifend kompatibel. Einige Motherboard-Hostverbinder sind nur zur Aufnahme von SSDs mit M- Schlüssel und andere wiederum nur für SSDs mit B- Schlüssel konzipiert. Zur Lösung dieses Problems wurden SSDs mit B+M-Schlüssel konzipiert. Jedoch reicht es nicht aus, nur eine M.2-SSD in einem Steckplatz anzustecken, da dies auch von einem gemeinsamen Protokoll zwischen M.2-SSD und dem Motherboard abhängt.

M.2-Hostverbinder werden je nach unterstütztem B- oder M-Schlüssel angezeigt. Sie können sowohl SATA- als auch PCIe-Protokolle unterstützen. Sie können jedoch jeweils nur eines der beiden Protokolle unterstützen.

Wenn Ihr SSD-Verbinder ein B+M-markierter Steckverbinder ist, passt sein Format in beide Hostverbinder. Sie müssen sich jedoch in den Spezifikationen Ihres Motherboard- bzw. Systemherstellers über die Kompatibilität der Protokolle informieren.

Am besten ist es, in den Informationen des Motherboard- bzw. Systemherstellers nachzulesen, welche Längen unterstützt sind. Viele Motherboards unterstützen 2260, 2280 und 22110. Viele Motherboards werden mit einem Satz Halteschrauben geliefert, mit denen 2242, 2260, 2280 und sogar 22100 M.2-SSDs befestigt werden können Der auf dem Motherboard vorhandene Platz begrenzt die Größe der M.2-SSDs, die am Steckplatz befestigt werden und verwendet werden können.

Teil der M.2-Spezifikation sind unterschiedliche Arten Steckplätze, die bestimmte Schnittstellenarten innerhalb eines Steckplatzes unterstützen.

Steckplatz 1 ist für Wi-Fi, Bluetooth®, NFC und WI Gig vorgesehen

Steckplatz 2 ist für WWAN, SSD (Caching) und GNSS vorgesehen

Steckplatz 3 ist für SSDs vorgesehen (sowohl für SATA als auch für PCIe, und bis zu x4-Leistung)

Wenn in einem System ein mit B gekennzeichneter Steckplatz 2 zur Unterstützung einer WWAN-Karte vorhanden ist und nicht genutzt wird, kann dieser für eine M.2-SSD (normalerweise in einem kleinen Formfaktor wie 2242) verwendet werden. SATA M.2 SSDs können auch in kompatible WWAN-Anschlüsse eingesteckt werden, sofern dies von der Systemplatine unterstützt wird. Normalerweise werden 2242 M.2-SSDs mit niedriger Kapazität zu Caching-Zwecken zusammen mit einer 2,5-Zoll Festplatte verwendet. Jedoch ist auch hier wichtig, dass Sie sich in der Dokumentation Ihres Systems über die Unterstützung von M.2 informieren.

Nein, M.2-SSDs sind nicht hot-plugfähig. Installieren und entfernen Sie M.2-SSDs, wenn das System abgeschaltet ist.

Für bestimmte Embedded-Anwendungen mit begrenztem Platz sehen M.2-Spezifikationen unterschiedliche Stärken von M.2-SSDs vor – 3 verschiedene Single-Sided-Versionen(S1, S2 und S3) und 5 Dual-Sided-Versionen (D1, D2, D3, D4 und D5). Aufgrund des begrenzten Raums unter ihrem M.2-Anschluss haben einige Plattformen bestimmte Anforderungen, die in der nachstehenden Grafik gezeigt werden (mit freundlicher Genehmigung von LSI).

Main System Board

Kingston M.2-SSDs entsprechen den Dual-Sided M.2-Spezifikationen und passen in die meisten Systemplatinen, die Dual-Sided M.2-SSDs aufnehmen. Informieren Sie sich bitte bei Ihrem Verkaufsrepräsentanten, ob Sie Single-Sided für spezielle Embedded-Anwendungen benötigen.

Die M.2-PCIe-SSDs der nächsten Generation werden von der Verwendung der bisher in Betriebssystemen eingebauten AHCI-Treiber absehen und zu einer neuen Architektur wechseln, in der eine neue Non-Volatile Memory Express (NVMe) Host-Schnittstelle verwendet wird. NVMe wurde von Grund auf für die native Unterstützung von SSDs auf NAND Flash-Basis (und möglicherweise auch nicht-volatile Speicher in der Zukunft) konzipiert und bietet noch bessere Leistungsebenen. Vorläufige Tests in der Branche haben Leistungsebenen ergeben, die um das 4- bis 6-fache über denjenigen der heutigen SATA Rev. 3.0-SSDs liegen.

Voraussichtlich werden sie 2015 zuerst im Unternehmensbereich und danach auf für Client-Systeme angeboten werden. Da die Brache das Ökosystem auf die Einführung der NVMe SSDs vorbereitet, sind bereits heute Beta-Treiber in vielen Betriebssystemen vorhanden.

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