Как установить Windows 10 » Жёсткий диск » SSD NVMe: всё о современных высокопроизводительных SSD-накопителях PCI-E
Информация к новости
  • Просмотров: 7 341
  • Автор: admin
  • Дата: 20-02-2020
20-02-2020

SSD NVMe: всё о современных высокопроизводительных SSD-накопителях PCI-E

Категория: Жёсткий диск / Железо и периферия

Привет, друзья. Кто из постоянных читателей интересуется компьютерным железом наверняка просматривал цикл публикаций сайта о комплектации игровых сборок ПК на базе актуальных комплектующих 2019 и 2020 года с разным бюджетом. В этих статьях одним из важных критериев выбора комплектующих компьютера мы определили наличие на его борту SSD-накопителя нового стандарта NVMe – накопителя, работающего через интерфейс PCI-E и поддерживающего протокол передачи данных NVMe. Последний обеспечивает обработку большего, по сравнению со старым протоколом AHCI, количества запросов за единицу времени (IOPS). И, соответственно, мы имеем значительно большую скорость работы SSD-накопителя. Насколько эта скорость значительна? И какие нюансы нам необходимо знать, если мы захотим добавить на борт своего ПК накопитель SSD NVMe? Давайте во всём разбираться.

SSD NVMe: всё о современных высокопроизводительных SSD-накопителях PCI-E


Что такое SSD NVMe


Итак, друзья, SSD NVMe – это твердотельные накопители нового стандарта. Как упоминалось, они работают через интерфейс PCI-E, тогда как обычные накопители подключаются через интерфейс SATA. Как и обычные SATA SSD, накопители SSD NVMe – это устройства флеш-памяти с типами памяти QLC, TLC, MLC. 


Примечание: что такое обычные SATA SSD, друзья, можете в деталях ознакомиться в этой статье, в ней приводится подробное разъяснение, что это за тип устройств, в частности, говорится о типах флеш-памяти.


Так, SATA SSD, подключённые через интерфейс SATA III, обладают линейной скоростью считывания данных, если брать по максимуму, немногим свыше 500 Мб/с, а скоростью записи данных – свыше 400 Мб/с, но не более 500 Мб/с. Накопители же SSD NVMe могут выдавать в разы большие линейные скорости обработки данных: чтение – до 3500 Мб/с, запись – до 3200 Мб/с.
Если мы захотим купить себе SSD NVMe, при выборе накопителя этого типа достаточно на торговой интернет-площадке установить фильтр «NVMe». И мы получим перечень моделей SSD-накопителей с поддержкой протокола NVMe. Но в характеристиках мы столкнёмся ещё с некоторыми идентифицирующими параметрами – в частности с интерфейсом и форм-фактором M2.
Иногда сам тип накопителей SSD может в фильтрах значиться как М2 NVMe. И так же именоваться будет интерфейс.
А иногда в качестве интерфейса будут указываться расширенные параметры – поколения и линии PCI-E, они же будут представлены в качестве отдельных фильтров.
Что значат эти идентифицирующие параметры SSD NVMe?

Интерфейс


Интерфейс подключения SSD NVMe – это PCI-E через форм-фактор М2.
Как и SATA SSD, накопители SSD NVMe универсальные, могут быть подключены к разным типам компьютерных устройств – ПК, ноутбукам, ультрабукам.
У интерфейса подключения SSD NVMe PCI-E есть разновидности – поколения (версии) и число линий PCI-E: PCI-E 3.0 2х, PCI-E 3.0 4x, PCI-E 4.0 4x. 

Интерфейс PCI-E 3.0 2x – это третье поколение и две линии передачи данных, реализован в бюджетных накопителях. Одна линия способна пропускать данные на максимальной скорости почти 1 Гб/с (985 Мб/с), следовательно, две линии будут работать с суммарной скоростью немногим менее 2 Гб/с.

Интерфейс PCI-E 3.0 4x – это то же третье поколение и 4 линии передачи данных. Если каждая из линий передаёт данные на максимальной скорости чуть менее 1 Гб/с, то все линии дадут максимальную скорость чуть меньше 4 Гб/с. Это самая актуальная на сегодняшний день разновидность интерфейса PCI-E SSD-накопителей, она позволяет раскрыть потенциал самых быстрых из них.

Интерфейс PCI-E 4.0 4x – это уже четвёртое поколение PCI-E и 4 линии передачи данных. И это интерфейс будущего. Одна линия этого поколения передаёт данные с максимальной скоростью немногим менее 2 Гб/с. Следовательно 4 линии смогут обеспечить передачу данных с максимальной скоростью немногим менее 8 Гб/с (точнее 7,88 Гб/с).

Потенциал интерфейсов SSD может ограничиваться интерфейсами, реализованными на материнских платах. Поэтому если не на перспективу замены материнской платы, то брать SSD NVMe с более быстрым PCI-E, тогда как на материнке реализован более медленный, нет смысла. Накопители с большим числом линий и более нового поколения совместимы с интерфейсами на материнских платах раннего поколения и с меньшим числом линий.

Это всё, что касается непосредственно интерфейса накопителей SSD NVMe. Но в качестве интерфейса этих накопителей фигурирует также значение М2. Это, друзья, форм-фактор интерфейса. Тогда как положения и линии PCI-E являют собой разновидности интерфейса, М2 – это форм-фактор, формат, аппаратный разъём подключения SSD. Ну, соответственно, в какой-то степени это также можно отнести к понятию интерфейс.

Форм-фактор М2


Итак, М2 – это форм-фактор SSD, он же тип аппаратного разъёма, с помощью которого накопитель подключается к материнской плате.
М2 может быть форм-фактором не только интерфейса PCI-E, но и интерфейса SATA.
Более того, это форм-фактор не только SSD-накопителей, но также прочих устройств - Bluetooth, Wi-Fi, NFC, спутниковой навигации, WiGig, WWAN. Так что для возможности использования SSD NVMe, подключаемых через PCI-E, материнская плата должна предусматривать именно аппаратный разъём М2 интерфейса PCI-E. Ну или оба аппаратных разъёма – и М2 SATA, и М2 PCI-E.

Тандем М2 и PCI-E – самый передовой на сегодняшний день. С PCI-E, полагаю, друзья, вам всё понятно, исходя из приведённых выше максимальных скоростей этого интерфейса. Что же касается М2, то это форм-фактор, обеспечивающий возможность повышенной производительности SSD-накопителей при пониженном потреблении системных ресурсов, что важно для портативных устройств. Ну и также М2 имеет потенциал – он предусматривает технологическое усовершенствование твердотельных накопителей в будущем. У него утапливаемое крепление в разъёмах материнских плат, что избавляет нас от необходимости использования шлейфа передачи данных и кабеля питания. И, соответственно, убирает из числа возможных проблем с носителями таковые из-за шлейфа передачи данных или кабеля питания.

Размеры SSD М2


На втором скриншоте, друзья, мы видим, что на одной из торговых площадок в характеристиках накопителя форм-фактор указан как М2 2280. Цифра 2280 указывает на ширину и длину SSD, это необходимо для определения совместимости с разъёмом М2 на материнской плате. Ширина и длина накопителя определяет тип разъёма М2 на материнке. В первых двух цифрах закодирована ширина накопителя, в двух последних – длина. На сегодняшний день накопители SSD М2 идут с одинаковой шириной 22 мм, но длина у них разная. Вот какие типы форм-фактора можно встретить на современных материнских платах:
  • Тип 2230 для накопителей длиной 30 мм;
  • Тип 2242 для накопителей длиной 42 мм;
  • Тип 2260 для накопителей длиной 60 мм;
  • Тип 2280 для накопителей длиной 80 мм;
  • Тип 22110 для накопителей длиной 110 мм. 
Современные материнские платы обычно поддерживают несколько типов форм-фактора.
Разная длина накопителей М2 обусловлена разной их вместимостью. Чем длиннее форма SSD, тем больше микросхем Nand в него поместится. Т.е., друзья, то есть чем больше длина накопителя, тем он больше в объёме.

Протокол NVMe


NVMe (Non-Volatile Memory Express) – это программное решение на уровне базовой прошивки компьютера (BIOS), это протокол, обеспечивающий взаимодействие накопителя с остальными компонентами компьютерной системы. И это самый передовой на сегодняшний день протокол передачи данных, он делает возможным работу SSD на указанных выше линейных скоростях обработки данных: чтение – до 3500 Мб/с, запись – до 3200 Мб/с.

Друзья, SSD M2 и SSD NVMe – это не всегда одно и то же. SSD NVMe является SSD М2, поскольку его интерфейс подключения PCI-E реализован в этом форм-факторе. А SSD М2 может не быть SSD NVMe и поставляться без поддержки протокола NVMe, а с поддержкой уже устаревшего AHCI. Протокол NVMe – это третья составляющая в довесок к форм-фактору М2 и интерфейсу PCI-E, обеспечивающая высокую производительность SSD. Накопители с протоколом подключения AHCI выдают меньшую скорость обработки данных. Протокол NVMe может быть реализован только для SSD PCI-E, для SSD SATA он недоступен.

Реализация протокола NVMe значительно повышает стоимость SSD-накопителя по сравнению с SSD AHCI. Но это, друзья, реалии сегодняшнего дня, время и новые разработанные технологии в скором будущем девальвируют стоимость SSD NVMe.

Материнская плата с поддержкой SSD NVMe


Равно, как сами SSD NVMe сегодня пока что стоят дорого, так и дорого стоят материнские платы с поддержкой SSD NVMe. Только новые материнские платы, так сказать, нативно предусматривают подключение SSD NVMe. Нативная поддержка SSD NVMe материнской платой включает:
  • Поддержку разъёма М2 априори – одного или нескольких;
  • Реализацию для М2 интерфейса PCI-E, в частности, его разновидностей PCI-E 3.0 4x или PCI-E 4.0 4x, актуальных на сегодняшний день;
  • Поддержку типа форм-фактора М2 в зависимости от длины накопителя (2242, 2260, 2280, 22110);
  • Поддержку протокола NVMe.
Все эти нюансы, друзья, нужно смотреть в спецификациях материнской платы. Вот, например, спецификации поддержки SSD-накопителей одной из современных материнок Asus.
Здесь указаны все перечисленные аспекты поддержки, но есть ещё такое значение как M key, т.е. М ключ. Что это? Ключ – это ещё один идентификатор типа разъёма М2 на материнской плате. Детально о ключах М2 рассказано в публикации сайта о подключении накопителя SSD NVMe Toshiba. В этой публикации вы найдёте не только пояснение о ключах М2, но также много информации о накопителях М2, дополняющей изложенную выше информацию. В частности, там мы говорим о разнице скоростей работы SSD SATA и SSD NVMe, приводим наглядное практическое сравнение скоростей работы разных типов жёстких дисков.

Здесь же лишь, друзья, в завершение статьи отмечу, что если у материнской платы нет разъёма М2, то SSD PCI-E с этим форм-фактором можно подключить к обычному разъёму PCI-E с использованием специального адаптера-переходника.
С помощью адаптера-переходника мы сможем подключить к системе и SSD AHCI, и SSD NVMe. Но вот установить Windows и загружаться в дальнейшем с накопителя SSD NVMe сможем не в каждом случае. Для этой возможности в BIOS UEFI материнской платы должен быть активен протокол NVMe. Если этого протокола нет, BIOS UEFI можно попытаться обновить. Возможно, в обновлении базовой прошивки производитель материнской платы реализовал поддержку драйверов NVMe. Но, увы, не всегда помогает обновление с использованием ПО на официальном сайте производителя материнки, иногда BIOS нужно перепрошивать с использованием модифицированной версии. ПО для модифицированной перепрошивки необходимо искать на сторонних ресурсах, ну и, соответственно, друзья, это всегда будет определённый риск.

Поддержку NVMe лучше реализовать путём комплексного апгрейда – если у вас базовая начинка ПК в хорошем состоянии, вы можете продать связку «материнка + процессор + кулер + оперативная память» на вторичном рынке и приобрести такую же связку нового поколения. Ну и, соответственно, в этой связке материнская плата должна быть с поддержкой SSD NVMe и интерфейса как минимум PCI-E 3.0 4x.

Метки к статье: Железо и периферия Жёсткий диск

Дорогой посетитель, Вы можете задать на сайте любой вопрос и обязательно получите ответ!
<
Серега72

20 февраля 2020 17:09

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Поставил такую мамку, Asus Prime X370-A, и такой диск,  R5MP240G8  (240 ГБ, PCI-E 3.0 x4) Доволен как бобик, все летает как космические корабли в голивудских фильмах.
<
Эркин

21 февраля 2020 05:17

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Здравия желаю, Дмитрий! Поправьте размер в "Размеры SSD М2" (ошибка - вместо 2280 вы написали 2800). Здоровья и успехов!
<
admin

21 февраля 2020 11:25

Информация к комментарию
  • Группа: Администраторы
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 2.04.2011
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 1 943
  • Комментариев: 41 136
Эркин, да, опечатка, спасибо, что обратили внимание.
<
Валерий

22 февраля 2020 07:52

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Доброе утро! Есть разъём m2 с обозначением M20Х4, ключ М. Объясните если не трудно, каким будет интерфейс подключения sata или pci-e. 
<
admin

22 февраля 2020 15:17

Информация к комментарию
  • Группа: Администраторы
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 2.04.2011
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 1 943
  • Комментариев: 41 136
Валерий, в конце статьи приводится ссылка на другую статью сайта, где детально рассказывается о ключах. Читайте внимательно. 

<
Олег

7 марта 2020 19:51

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Здравствуйте. Подскажите есть мать MSI Z170A Gaming M3 в спецификации написано
• 1 x M.2 порт
- Поддерживаются стандарты PCIe 3.0 x4 и SATA 6ГБ/с, M.2 SSD модули длиной 4.2см/ 6см/ 8см
- Поддерживаются PCIe 3.0 x4 NVMe Mini-SAS SSD с хост картой Turbo U.2 (опционально)*
* Хост карта Turbo U.2 не входит в комплект поставки, пожалуйста, приобретайте ее отдельно. 
Значит SSD NVMe PCI-E не смогу поставить без хост карты?
<
admin

9 марта 2020 19:40

Информация к комментарию
  • Группа: Администраторы
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 2.04.2011
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 1 943
  • Комментариев: 41 136
Цитата: Олег
Значит SSD NVMe PCI-E не смогу поставить без хост карты?

Не сможете.
<
Фёдор

10 марта 2020 13:47

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
По-моему тут какая-то путаница произошла с понятиями. Загляните не страницу поддержки MSI Z170A Gaming M3. Там в описании BIOS версии A.7 есть строка - Improved SAMSUNG 950 Pro NVME compatibility. Затем поищите информацию, что из себя представляет SAMSUNG 950 Pro NVME.
Опционально относится только NVMe Mini-SAS SSD и это другая история.
<
ИГОРЬ БУРАВЛЁВ

3 августа 2020 23:51

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Здравствуйте уважаемый Admin. Стоит Windows 10 на накопителе Samsung M2 970 EVO Plus 250 Gb. Температура данного SSD может повышаться до 55 градусов. Температура "простых" SSD (2 шт.) никогда не превышает 32-35 градусов. Для Samsung M2 это норма? Спасибо.      
<
admin

4 августа 2020 00:55

Информация к комментарию
  • Группа: Администраторы
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: 2.04.2011
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 1 943
  • Комментариев: 41 136
ИГОРЬ БУРАВЛЁВ, вот здесь ваша проблема рассматривается:
https://is.gd/Cug8TJ
<
ИГОРЬ БУРАВЛЁВ

4 августа 2020 07:42

Информация к комментарию
  • Группа: Гости
  • ICQ: {icq}
  • Регистрация: --
  • Статус:
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
Спасибо, буду читать.

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Вопрос:
Сколько будет 8+3=?
Ответ:*
Архив новостей Ноябрь 2020 (32)
Октябрь 2020 (28)
Сентябрь 2020 (17)
Август 2020 (16)
Июль 2020 (11)
Июнь 2020 (9)
^
REMONTCOMPA.RU 2010-2020 г Копирование материалов сайта разрешается только с гиперссылкой на источник