Как установить Windows 10 » Жёсткий диск » SSD NVMe: всё о современных высокопроизводительных SSD-накопителях PCI-E
Информация к новости
  • Просмотров: 2 693
  • 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 Онлайн
  • Публикаций: 1 828
  • Комментариев: 39 995
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 Онлайн
  • Публикаций: 1 828
  • Комментариев: 39 995
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 Онлайн
  • Публикаций: 1 828
  • Комментариев: 39 995
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.

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Вопрос:
Сколько будет 2+2=?
Ответ:*

 

НАВИГАЦИЯ

 

Архив новостей Апрель 2020 (2)
Март 2020 (10)
Февраль 2020 (9)
Январь 2020 (11)
Декабрь 2019 (13)
Ноябрь 2019 (8)
^
Копирование материалов сайта разрешается только с гиперссылкой на источник