2 типа твердотельных накопителей M.2: SATA и NVMe

Когда речь идет о M.2 в технологии хранения данных, обычно мы говорим о твердотельных накопителях, ссылаясь на их форм-фактор. M.2 относится к форм-фактору твердотельных накопителей, который напоминает пластинку жевательной резинки. Благодаря небольшой и тонкой конструкции они идеально подходят для легких и портативных компьютеров, таких как ноутбуки, компьютеры NUC и ультрабуки. Они занимают меньше места, чем 2,5-дюймовые твердотельные накопители или жесткие диски, и могут иметь емкость до 2 ТБ.

Теперь, когда мы выяснили, что такое M.2, давайте рассмотрим вопрос: «M.2 быстрее твердотельного накопителя?»

Ответ — «нет». M.2 — это форм-фактор твердотельных накопителей, поэтому такой вопрос на самом деле лишен смысла. Тем не менее, путаница, из-за которой он возникает, понятна, поскольку твердотельные накопители M.2 относительно новы по сравнению с другими форм-факторами твердотельных накопителей клиентского класса. Есть два типа твердотельных накопителей M.2: на основе SATA и на основе NVMe. Они различаются технологией хранения. И, в зависимости от ваших потребностей и бюджета, у каждого из них есть свои плюсы и минусы.

Твердотельный накопитель M.2 SATA

Начнем с того, что в декабре 2022 года мы отгрузили последний наш твердотельных накопителей SATA M.2 — A400 M.2. Мы больше не производим SSD-накопители M.2 на базе SATA, и в будущем все наши SSD-накопители M.2 будут NVMe. В то время SSD-накопители SATA M.2 использовали интерфейс SATA с максимальной скоростью передачи данных 6 Гбит/с. Это медленно по сравнению с более новыми интерфейсами (подробнее об этом ниже). SSD-накопители на основе SATA относятся к самому низкому классу твердотельных накопителей с точки зрения производительности. В них используется тот же интерфейс, что и в жестких дисках. Тем не менее, SSD-накопители на основе SATA имеют в 3–4 раза большую пропускную способность по сравнению с жесткими дисками. Твердотельные накопители SATA были более доступны и стоили дешевле, чем твердотельные накопители NVMe. SSD-накопители M.2 SATA были отличной альтернативой 2,5-дюймовому твердотельному накопителю, если на вашем компьютере не было места для 2,5-дюймового SSD-накопителя.  SSD M.2, имеющий и ключ M, и ключ B, как показано на рисунке, — это твердотельный накопитель SATA.

SATA долгое время был основным интерфейсом, используемым для хранения данных. Для работы накопителей SATA требовались два кабеля SATA. Один использовался для передачи данных к системной плате, а другой — для подачи питания на БП (блок питания). Путаница кабелей была одной из проблем, которые могли повлиять на производительность ПК при использовании нескольких накопителей SATA. В тонких ноутбуках и портативных компьютерах, включая ультрабуки, нет места для кабелей SATA, поэтому в них используется форм-фактор M.2. SSD-накопитель SATA с форм-фактором M.2 решал эту проблему, поскольку у него не было двух кабельных соединений, которые ранее использовались в других накопителях на основе SATA.

Тем не менее, то, что это SSD M.2, не меняет того факта, что это твердотельный накопитель с интерфейсом SATA. Основное различие между SSD M.2 SATA и NVMe — это технология интерфейса и уровни производительности. В SSD-накопителе M.2 SATA по-прежнему используется технология интерфейса на основе SATA. Скорость и производительность не улучшается, если только это не SSD M.2 NVMe.

Твердотельные накопители M.2 NVMe

SSD M.2, имеющий только ключ M, как показано на рисунке, — это твердотельный накопитель NVMe.  В твердотельных накопителях M.2 NVMe используется протокол NVMe, специально разработанный для твердотельных накопителей. В сочетании с шиной PCIe твердотельный накопитель NVMe обеспечивает высочайший уровень производительности и быстродействия. Твердотельные накопители NVMe обмениваются данными напрямую с процессором системы через разъемы PCIe. По сути, это позволяет флеш-памяти работать как твердотельному накопителю напрямую через разъемы PCIe, вместо того, чтобы использовать коммуникационный драйвер SATA, который работает намного медленнее, чем NVMe.

Твердотельные накопители M.2 NVMe гораздо более производительны по сравнению с твердотельными накопителями M.2 SATA. Используя шину PCIe, твердотельные накопители M.2 NVMe имеют теоретическую скорость передачи до 20 Гбит/с, что уже выше, чем у твердотельных накопителей M.2 SATA (6 Гбит/с). Шины PCIe могут поддерживать 1, 4, 8 и 16 линий. PCIe 3.0 имеет эффективную скорость передачи до 985 МБ/с на линию, что означает потенциальную скорость передачи данных до 16 ГБ/с. Однако при использовании форм-фактора M.2 с шиной PCIe доступны только 2 и 4 линии, что обеспечивает максимальную скорость передачи данных до 4 ГБ/с.

NVMe работает быстрее SATA? Технически, да. В современных системных платах используется интерфейс SATA III с максимальной пропускной способностью 600 МБ/с, в то время как накопители NVMe обеспечивают скорость до 3500 МБ/с. Уровень производительности намного выше, чем у твердотельных накопителей SATA, независимо от форм-фактора. Только твердотельные накопители, использующие технологию NVMe, превышают ограничения скорости передачи данных, присущие твердотельным накопителям на основе SATA.

Делая выбор между твердотельным накопителем M.2 SATA или M.2 NVMe, нужно учитывать следующие моменты.

• Системная поддержка. Более старые устройства могут быть несовместимы с NVMe, поскольку в них нет необходимых подключений для использования сокетов NVMe PCIe.
• Быстрый запуск. Самый простой способ ускорить загрузку компьютерной системы — это установить ОС (операционную систему) на твердотельный накопитель. Наибольшее увеличение быстродействия вы заметите при использовании твердотельного накопителя NVMe.
• Приоритизация ресурсов накопителей. Вы можете использовать твердотельный накопитель NVMe в сочетании с другим твердотельным накопителем SATA. Это доступный вариант без лишних затрат. Вы можете установить ОС и ресурсоемкие программы и приложения на твердотельный накопитель NVMe и использовать твердотельный накопитель SATA для хранения всего остального, например меньших и менее ресурсоемких файлов, документов и т. д.
• Игровые преимущества. При использовании твердотельного накопителя M.2 NVMe вы заметите резкое сокращение времени загрузки игр. Игры, установленные на накопителях NVMe, будут показывать значительно более высокую производительность в целом благодаря скорости передачи данных при вызове игр с накопителя.
• Поколения PCIe. Существуют различные поколения шины PCIe, имеющие разный уровень производительности. Пропускная способность увеличивается вдвое с каждым поколением, и есть твердотельные накопители, использующие разные поколения PCIe. Последняя доступная версия — PCIe 4.0, а PCIe 5.0 все еще находится на стадии разработки.
• Общие соединения. На некоторых системных платах недостаточно PCIe-соединений для поддержки нескольких накопителей NVMe. Возможно, вам придется решить, использовать ли доступное соединение для видеокарты или твердотельного накопителя NVMe. В других случаях линии PCIe могут быть доступны, но только определенный тип соединений сможет поддерживать полную скорость устройств NVMe, например, соединение M.2.