Без кейворда

Что купить для игр: быстрый и дорогой твердотельный накопитель, или хватит и обычного на SATA3? Давайте разбираться

Производители не устают удивлять нас всё более продвинутыми и дорогими комплектующими. К примеру, для состоятельных геймеров есть видеокарта GeForce RTX 3090, которая излишня для домашнего ПК, поскольку в большинстве случаев достаточно будет даже GeForce RTX 3070, но энтузиасты предпочитают самые дорогие игрушки. Примерно точно такая же ситуация и с твердотельными накопителями. Так, есть обычные SSD, подключённые к компьютеру при помощи старого доброго SATA3. Они обеспечивают скорость до 550 Мб/с, что выглядит просто смешно по сравнению с более дорогими накопителями M.2 PCIe 3.0. Последние могут с лёгкостью выдавать 2500 Мб/с. Ясно, что обычные покупатели уверены, что между M.2 PCIe 3.0 и SATA3 разница в производительности составляет не меньше пяти раз. Но это ещё не всё, ведь есть более скоростные M.2 PCIe 4.0. Потенциал самого быстрого пользовательского интерфейса на планете ещё не раскрыт, ну а многие SSD в магазине могут обеспечить скорость до 7000 Мб/с.

реклама

Что же выбрать, если вы хотите купить твердотельный накопитель для игр? Кажется, что выбор очевиден, ведь между обычным SSD на SATA3 и его более быстрым аналогом такая гигантская разница в скорости, но некоторые геймеры упрямо заявляют, что реальной разницы нет. Поскольку в подобных ситуациях найти правду можно только эмпирическим путём, то мы предлагаем вашему вниманию тестирование команды Testing Games. Они взяли несколько актуальных игр и пропустили их через три разных твердотельных накопителя ёмкостью на 1 Тб.

Нам кажется, что нужды в создании таблицы просто нет, ведь всё прекрасно видно на скриншотах. Вывод следующий: в большинстве игр разница в загрузке игр между накопителями не превышает несколько секунд. Поскольку уровни вы грузите не так часто, то мы можем констатировать, что реальной разницы между представленными SSD просто нет. Это удивительно, но всё дело в разработчиках, которые просто игнорируют современные технологии. На консолях нового поколения ситуация меняется, но пока она дойдёт до ПК, пройдёт какое-то время. Ну а пока покупка дорогого M.2 PCIe 4.0 кажется неоправданной. Нет никакого сомнения, что видеть на своём компьютере 7000 Мб/с – бесценно, но куда лучше сберечь пару тысяч рублей для более полезных покупок.

M.2 разработан организациями стандартизирования PCI-SIG и SATA-IO и описывается в спецификациях PCI-SIG M.2 и SATA 3.2. Ранее он назывался Next Generation Form Factor (NGFF), а в 2013 году был формально переименован в M.2. Многие по-прежнему называют M.2 стандартом NGFF.

Компактный форм-фактор M.2 используется для многих типов добавляемых карт, таких как карты Wi-Fi, Bluetooth, спутниковой навигации, Near Field Communication (NFC), цифрового радио, Wireless Gigabit Alliance (WiGig), Wireless WAN (WWAN), и твердотельных накопителей (SSD).

M.2 имеет подгруппу особых форм-факторов специально для SSD.

SSD M.2 — это то же самое, что и SSD mSATA?

Нет, они отличаются; M.2 поддерживает варианты интерфейса накопителей SATA и PCIe, а mSATA — только SATA. Физически они отличаются по внешнему виду и не могут подключаться к одинаковым системным разъемам. На рисунке ниже представлены SSD M.2 и SSD mSATA (различаются разъемы и размеры карт):

M.2 2280 (выше) в сравнении с mSATA. Обратите внимание на ключи (или прорези), которые предотвращают размещение карты в несовместимых разъемах.

Зачем создан форм-фактор M.2?

Форм-фактор M.2 создан для обеспечения различных вариантов карт с компактными форм-факторами, в том числе SSD. Ранее в SSD использовался mSATA благодаря самому маленькому форм-фактору, однако mSATA невозможно масштабировать до 1ТБ за разумную цену. Поэтому была выбрана новая спецификация M.2, обеспечивающая различные размеры и емкости карт SSD M.2. Спецификация M.2 позволяет производителям систем стандартизировать общий компактный форм-фактор, который при необходимости можно использовать с большими емкостями накопителей.

В чем преимущества SSD M.2?

Все SSD M.2 имеют утапливаемое крепление в разъемах M.2 системных плат. Форм-фактор M.2 обеспечивает возможность повышенной производительности при пониженном потреблении ресурсов, а также технологического усовершенствования SSD в будущем.Кроме того, для подключения карт не требуются кабели питания или данных. Как и SSD mSATA, накопители SSD M.2 просто вставляются в разъем.

В каких системах работают SSD M.2?

SSD M.2 SATA и PCIe поддерживают системные платы, использующие современные наборы микросхем Intel z97 и AMD FX 990. Кроме того, SSD M.2 поддерживают многие модели ноутбуков. Перед покупкой SSD M.2 изучите спецификации системы и руководство пользователя, чтобы убедиться в совместимости.

В этих часто задаваемых вопросах рассматриваются различные форм-факторы M.2?

В этих часто задаваемых вопросах мы рассматриваем только форм-фактор SSD M.2 и предупреждаем читателей: существуют разъемы M.2 в системах, не совместимых с SSD M.2.

Я знаю, что M.2 имеют различные размеры, какие именно?

Существует множество различных размеров модулей M.2, т.к. имеются разные типы карт M.2: от карт SSD до карт глобальных сетей (WAN).

Для модулей SSD M.2 наиболее часто используются размеры 22мм (ширина) x30мм (длина), 22мм x 42мм, 22мм x 60мм, 22мм x 80мм и 22мм x 110мм. Карты имеют название, связанное с их размерами: Первые 2 цифры определяют ширину (у всех 22мм), а остальные цифры определяют длину от 30мм до 110мм. Для SSD M.2 существуют названия 2230, 2242, 2260, 2280 и 22110.

На рисунке ниже представлен 2,5-дюймовый SSD и SSD M.2 2242, 2260 и 2280:

Почему SSD M.2 имеют разную длину?

Есть две причины использования различных вариантов длины SSD M.2:

Различные длины позволяют использовать различные емкости накопителей SSD; чем длиннее накопитель, тем больше микросхем NAND можно в него установить вместе с контроллером и иногда с микросхемой памяти DRAM. Варианты длины 2230 и 2242 поддерживают 1-3 микросхемы NAND, а 2280 и 22110 поддерживают до 8 микросхем NAND, что позволяет создавать SSD емкостью до 1ТБ в самых больших форм-факторах M.2.
Размер разъема в системной плате может ограничивать размер M.2: Некоторые ноутбуки могут поддерживать M.2 для кэширования, однако имеют мало свободного места, в которое можно установить только SSD M.2 2242 (SSD M.2 2230 меньше по размеру, но в большинстве случаев не требуются там, где можно установить SSD M.2 2242).

Например, если SSD M.2 используется в качестве кэш-памяти (с установленным на клиентских системах ПО Intel® Smart Response Technology (SRT)) или загрузочного накопителя ОС с низкой емкостью в ультрабуках или Chromebook, обычно применяются SSD M.2 2242.Если SSD M.2 используется в качестве первичного накопителя в ноутбуке или настольной системе, обычно применяются более длинные и емкие SSD M.2 2280.
Kingston представил SSD M.2 2280 SATA в июне 2014 года и планирует внедрять различные размеры в соответствии с потребностями рынка.

В чем разница между SSD M.2 SATA и M.2 PCIe?

M.2 — это физический форм-фактор.SATA и PCIe — это интерфейсы накопителей, основным различием является разная производительность и протоколы (языки), которыми «общаются» SSD M.2.

Спецификация M.2 разработана для использования интерфейсов SATA и PCIe в SSD.SSD M.2 SATA будут использовать тот же контроллер, который сейчас используется в стандартных 2,5-дюймовых SSD SATA.SSD M.2 PCIe будут использовать контроллер, специально разработанный для поддержки протокола PCIe.

SSD M.2 может поддерживать только один протокол, но в некоторых системах имеются разъемы M.2, поддерживающие SATA и PCIe.

Поддерживает ли SSD M.2 SATA и PCIe вместе?

Нет. SSD M.2 поддерживает либо SATA, либо PCIe, но не оба стандарта одновременно. Кроме того, разъемы системных плат разных производителей могут поддерживать либо SATA, либо PCIe, или, в некоторых случаях, оба протокола. Следует изучить руководство по системе, чтобы знать, какие технологии поддерживаются; в некоторых системных платах могут существовать разъемы, поддерживающие оба интерфейса, или ограниченные только SATA или PCIe.

Быстрее ли SSD M.2 PCIe, чем M.2 SATA?

Интерфейс PCIe быстрее, поскольку спецификация SATA 3.0 ограничена максимальной скоростью ~600МБ/с; 2 канала PCIe Gen 2 имеют скорость до 1000МБ/с, а 4 канала Gen 2 — до 2000МБ/с. Также существует новая технология PCIe Gen 3, которая станет более популярной в 2015 году, в ней 4 канала обеспечивают скорость до 4000МБ/с.

Нужен ли специальный драйвер для работы SSD M.2?

Почему нужно включать SSD M.2 в BIOS?
В некоторых случаях разъем SSD M.2 может делить каналы PCIe или порты SATA с другими устройствами на системной плате. Изучите документацию своей системной платы, поскольку при одновременном использовании обоих общих портов одно из устройств может отключиться.

Быстрее ли SSD M.2 SATA обычных 2.5-дюймовых SSD SATA или mSATA?

Производительность будет сравнимой; она также зависит от типа контроллера хост-системы, в которой используются SSD, а также от внутренней схемы и контроллера каждого SSD. Спецификация SATA 3.0 поддерживает до 600МБ/с в форм-факторах SSD 2,5-дюйма, mSATA или M.2.

Что произойдет при подключении SSD PCIe M.2 к порту SATA M.2, и наоборот?

Если хост-система не поддерживает протокол PCIe, SSD PCIe M.2 скорее всего не распознается BIOS и поэтому не будет совместим с системой. Аналогично, при установке SSD SATA M.2 в разъем, поддерживающий только SSD PCIe M.2, накопитель SSD SATA M.2 невозможно будет использовать.

Что произойдет, если подключить SSD PCIe x4 M.2 к порту, поддерживающему только скорости PCIe x2?

На такой системной плате SSD PCIe M.2 сможет работать только на скоростях PCIe x2 (2-канальная работа). В случае покупки системной платы с поддержкой скоростей PCIe x4 четырехканальный SSD M.2 сможет работать со скоростью, возможной в данной системе. Кроме того, существуют ограничения PCIe в системных платах, на которых общее количество каналов PCIe может быть превышено; четырехканальный SSD PCIe M.2 ограничивается до двух каналов или полностью отключается.

Что означают различные ключи на накопителях SSD M.2?

Спецификация M.2 предусматривает 12 типов ключей или прорезей на карте M.2 или в интерфейсе разъема; многие из них зарезервированы для использования в будущем:

varwwwsetionhttp filesmediacms page media437m2 faq q17 top.jpg 391x208 q85 subsampling 2

Уже назначенные ключи M.2 (к SSD M.2 относятся только B и M)
Источник: All About M.2 SSDs, SNIA, June 2014.

Специально для SSD M.2 обычно используют 3 вида ключей:

  • B
  • M
  • B+M (на SSD M.2 есть оба ключа)

Различные типы ключей помечаются на концевых контактах (позолоченных) SSD M.2 или рядом с ним, а также на разъеме M.2.

На рисунке ниже представлены ключи SSD M.2 на SSD M.2 и совместимых разъемах M.2 с прорезями, позволяющими вставлять накопители в соответствующие разъемы:

varwwwsetionhttp filesmediacms page media437m2 faq q17 bottom.jpg 388x285 q85 subsampling 2

Следует учесть, что SSD M.2 с ключом B имеют другое количество концевых контактов (6) по сравнению с SSD M.2 с ключом M (5); такая асимметричная схема позволяет избежать ошибок размещения SSD M.2 с ключом B в разъем M, и наоборот.

Что означают разные ключи?

SSD M.2 с концевыми контактами ключа B могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью PCIe x2 (1000МБ/с) на шине PCIe.

SSD M.2 с концевыми контактами ключа M могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства и поддерживают скорость PCIe x4 (2000МБ/с) на шине PCIe, если хост-система также поддерживает режим x4.

SSD M.2 с концевыми контактами ключа B+M могут поддерживать протокол SATA и/или PCIe в зависимости от устройства, однако ограничены скоростью x2 на шине PCIe.

Какие конфигурации M.2 и разъемов несовместимы?

varwwwsetionhttp filesmediacms page media437nesovmestimy razemy ssd m2.jpg 457x242 q85 subsampling 2

Ключ SSD M.2 Ключ B Ключ M
Концевые контакты SSD SSD edge connector — B Key SSD edge connector — M Key
Несовместимые разъемы Not Compatible Sockets — B Key Not Compatible Sockets — M Key

В чем преимущества наличия ключа B+M на SSD M.2?

Ключи B+M на SSD M.2 обеспечивают перекрестную совместимость с различными системными платами, а также поддержкой соответствующего протокола SSD (SATA или PCIe). Хост-разъемы некоторых системных плат могут быть рассчитаны на подключение только SSD с ключами M или только с ключами B. SSD с ключами B+M предназначены для устранения этой проблемы; однако подключение SSD M.2 в разъем не гарантирует его работы, это зависит от общего протокола между SSD M.2 и системной платой.

Какие типы хост-разъемов SSD M.2 встречаются на системных платах?

Хост-разъемы M.2 могут быть основаны на ключе B или на ключе M. Они могут поддерживать как протокол SATA, так и протокол PCIe. И наоборот, они могут поддерживать только один из двух протоколов.

Если концевое контакты SSD имеют ключ B+M, они физически подходят к любому хост-разъему, однако необходимо изучить спецификацию системной платы/производителя системы, чтобы убедиться в совместимости протоколов.

Как узнать, какой длины SSD M.2 поддерживает системная плата?

Следует всегда изучать информацию производителя системной платы/системы для проверки поддерживаемых вариантов длины карт, однако большинство системных плат поддерживает 2260, 2280 и 22110. Многие системные платы имеют перемещаемый фиксирующий винт, позволяющий пользователю установить SSD M.2 2242, 2260, 2280 или даже 22100 . Объем пространства на системной плате ограничивает размер устанавливаемых в разъем и используемых SSD M.2.

Что означает «socket 1, 2 или 3»?

Различные типы разъемов являются частью спецификации и используются для поддержки специальных типов устройств в разъеме.

Socket 1 предназначен для Wi-Fi, Bluetooth®, NFC и WI Gig

Socket 2 предназначен для WWAN, SSD (кэш-память) и GNSS

Socket 3 предназначен для SSD (SATA и PCIe, скорость до x4)

Socket 2 поддерживает и WWAN, и SSD?

Если в системе есть и не используется Socket 2 для поддержки карты WWAN, его можно использовать для SSD M.2 (обычно компактного форм-фактора, например 2242), если он имеет ключ B. SSD M.2 SATA можно вставить в совместимые разъемы WWAN, если системная плата поддерживает его. Обычно используются SSD M.2 2242 малой емкости для кэширования вместе с 2,5-дюймовым жестким диском. В любом случае следует изучить документацию по системе, чтобы проверить поддержку M.2.

Возможно ли горячее подключение SSD M.2?

Нет, SSD M.2 не предназначены для горячего подключения. Установка и удаление SSD M.2 допускается только при отключенном питании системы.

Что такое односторонние и двухсторонние SSD M.2?

Для некоторых встраиваемых систем с ограниченным пространством спецификации M.2 предусматривают различную толщину SSD M.2 – 3 односторонних версии (S1, S2 и S3) и 5 двухсторонних версий (D1, D2, D3, D4 и D5). Некоторые платформы могут иметь определенные требования вследствие ограничений пространства под разъемом M.2, см. рисунок ниже (собственность LSI).

SSDM.2 Kingston соответствуют спецификациям двухсторонних M.2 и могут устанавливаться в большинство системных плат, совместимых с двухсторонними SSD M.2; обратитесь к своему торговому представителю, если вам требуются односторонние SSD для встраиваемых систем.

Что планируется в будущем?

SSD M.2 PCIe следующего поколения перейдут от использования старых драйверов AHCI, встроенных сейчас в операционные системы, к новой архитектуре, использующей новый хост-интерфейс Non-Volatile Memory Express (NVMe). NVMe с самого начала разрабатывался с поддержкой SSD на основе NAND (и, возможно, более новой энергонезависимой памяти) и обеспечивает еще более высокие уровни производительности. Предварительное производственное тестирование показывает, что его скорости в 4–6 раз выше, чем у современных SSD SATA 3.0.

Ожидается, что его начнут внедрять в 2015 году в корпоративной сфере, а затем перенесут на клиентские системы. Поскольку промышленность подготавливает экосистему для выпуска SSD NVMe, во многих операционных системах уже существуют бета-версии драйверов.

Выбрать и купить SSD в нашем интернет-магазине с доставкой по всей России и гарантией производителя

Первое, чем отличаются SSD — это используемые разъёмы. По факту есть три используемых разъёма. Это SATA, M2 и PCI-E. И первое же заблуждение, что нужно брать SSD в формате M2, т.е. одной плоской планкой, если ,конечно, ваша МП имеет такие разъёмы, ведь модно стильно, а самое главное быстро.

Но на самом деле, что SATA, M2 и PCI-E – это всего лишь разъёмы. Они имеют определённую пропускную способность, ну и у M2 конечно скорость в 3-4 раза выше, чем у SATA. То есть пропускная способность SATA II = 375 Мб/с, SATA III = 750 Мб/с, M2 PCI-E = 4 Гб/с. Но это совсем не значит, что купленный вами накопитель на M2 будет работать на таких скоростях. На практике, такие накопители на M2 со скоростью выше 1000 Мб/с стоят в районе 100 евро за 250 Гб. А более дешёвые модели имеют скорости не сильно отличающиеся от SATA, обычно не более 600-700 Мбит/с на чтение/запись. Вот сравнение двух одинаковых SSD на разных интерфейсах.

Как видим, разницы почти нет. Используемый разъём прироста скорости не даёт.

Также при покупке M2 – накопителя важно знать, что они бывают разной длины, от 42 до 110 мм. Соответственно, перед покупкой смотрите, есть ли на вашей МП место для крепления M2.

Что касается SATA, то его скорости, предел которой порядка 500 Мбит/с для обычного пользователя более чем достаточно.

Также важный параметр при выборе SSD — это скорость. Важно, скорость указанная производителем не всегда подтверждается на практике. Многие пишут 500 МБ/с, а по факту оказывается 300 МБ/с. Скорость указывается для операций последовательного чтения/записи, данный показатель не даёт чёткого представления о работе SSD. В последовательном чтении/записи один из SSD может быть лучше второго, на практике же, в реальных задачах совсем наоборот. Вывод простой. Смотрите не только что написано в характеристиках, но и реальные тесты. Лучше всего смотреть тесты в реальных задачах, т.е. запуск ОС, запуск игр, архивация, работа в приложениях и т.д. И самое главное. Любой, даже самый медленный SSD будет быстрее HDD.

Ещё важный параметр – это тип памяти. Сейчас на рынке представлены два типа памяти – это TLC и MLC. Главный плюс MLC – большая живучесть, она способна выдерживать больше циклов записи/стирания.

Но, по результатам тестов оказывается, хорошая TLC(имеется ввиду последняя память 3D NAND от Samsung) может выдерживать петабайты перезаписи информации. Даже если в день будет перезаписываться 500 Гб информации, вам его хватит более чем на 10 лет. Конечно, точно такой же накопитель с MLC памятью прослужит дольше, но зачем оно вам нужно, если за это время вы смените компьютер.

В конце рассмотрим несколько рекомендаций, которые помогут вам сделать правильный выбор. Итак, в первую очередь при покупке следует обращать внимание на следующие моменты: имеет ли системная плата необходимый слот M2, и какой размер модулей она позволяет использовать (2260, 2280 и т.д). Тип ключа, который использует слот. Поддерживает ли материнская плата интерфейс SATA или PCI-E, и какая версия используется (например, PCIe 3.0 4x). Поддерживаются ли операционной системой, самим SSD диском и материнской платой протоколы AHCI или NVMe. Ведь отвечая на вопрос, что лучше, SSD со стандартным разъемом или M2, понятное дело, что следует выбрать второй вариант с поддержкой NVMe и установить его на PCIe 3.0×4.

Также смотреть нужно не только на характеристики, но и на конкретные тесты понравившегося накопителя. Так как можно найти хороший SSD с TLC 3D NAND памятью или же переплатить за MLC память с такими же параметрами.

Здравствуйте всем! Сегодня рассмотрим SSD или SSD M2 — что лучше для ПК и в чем разница, что быстрее и что надежнее.

О том, что лучше выбрать — EMMC или SSD и почему, читайте в этом посте.

Про скорость передачи данных

Употребляя название SSD, пользователи компьютера в большинстве случаев подразумевают ставший привычным формат — хранилище форм-фактора 3.5 или 2.5 SATA, которые используются в стационарных ПК и ноутбуках. Чем отличаются эти два девайса? Только физическими размерами, не более.

Для подключения используется порт SATA 3, скорость передачи данных которого не превышает 6 Гбит/с.

Это, фактически, на пределе возможностей дешевых САТА ССД, скорость записи и чтения данных у которых не намного больше.

Однако более дорогие модели ССД с ячейками памяти 3D NAND способны работать гораздо быстрее.

Интерфейс SATA становится тем самым «бутылочным горлышком», которое не дает протиснуться всем данным и системе работать быстрее.

Специально для этого разработаны хранилища с интерфейсом M.2, использующие уже более скоростной драйвер NVME, а не ACHI, как в дешевых твердотельных накопителях или винчестерах.

Однако такие накопители для передачи данных могут использовать ту же шину SATA 3. Соответственно, и скорость работы у них не отличается. M.2 накопители, которые работаю через шину PCI-E, уже быстрее — скорость передачи данных у них от 8 Гбит/с.

Кроме скорости работы, такие устройства отличаются еще и ключами — прорези на плате, которая вставляется в порт, у них по-разному расположены. В некоторых случаях несовместимый девайс невозможно вставить физически, если материнка его протокол не поддерживает.

Что лучше для игр и для операционной системы

Используя M.2 накопитель с подключением через SATA, никакой разницы вы не заметите, просто вставлять такой диск нужно будет в другой порт. Если же это модель, работающая на шине PCI-E, операционная система и обширные локации в играх будут загружаться быстрее.

Однако в последнем случае не все так просто. Чтобы в современных видеоиграх добиться высокой производительности, вам нужны не только скоростное вместительное хранилище информации, но и приличный запас оперативной памяти, а также производительные процессор и видеокарта.

Только при слаженной совместной работе всех компонентов можно добиться минимального ожидания загрузки игровых локаций.

Буду признателен, если вы расшарите этот пост в соцсети и тем самым поможете продвижению моего блога. До скорой встречи!

SATA SSD, M.2 и NVMe: разница между форм-факторами и протоколами передачи данных

На самом деле сравнивать понятия SSD, M.2 и NVMe некорректно. Один из них — это накопитель данных, другой — форм-фактор накопителя, а третий — вообще стандарт передачи данных. Чтобы не путаться в терминах, углубимся в эти понятия. Начнем с жестких дисков и их отличий от SSD, подчеркнем различия 2,5-дюймовых SSD от M.2-накопителей, а также сравним SATA с NVMe.

Что такое жесткий диск, или HDD

Сначала разберемся с основными видами дисков, которые можно встретить в серверах, — HDD и SSD.

Обычный ПК, как и сервер, состоит из множества компонентов, из которых нас интересуют четыре:

  • Процессор: отвечает за обработку информации, вычисления, за исполнение кода программ и операционной системы, управляет работой всех остальных частей.
  • Материнская плата. На нее устанавливаются процессор, оперативная память, видеокарты, контроллеры, на ней расположены порты для подключения внешней памяти. Материнская плата питает все компоненты и объединяет в единое целое.
  • Шины, интерфейс, порты. Могут называться по-разному, но суть одна: это соединение, которое необходимо для передачи данных — например, от оперативной памяти, к процессору.
  • Жесткий диск — накопитель данных, на котором хранятся программы, файлы и операционная система. Именно ему и его вариациям посвящен этот текст.
  • Устройство HDD-диска

    HDD, или Hard (magnetic) Disk Drive, — классический жесткий диск, хранилище данных.

    hdd

    В жестком корпусе диска находятся магнитные пластины, на которые записываются данные. Считываются и записываются они так: диск вращается, а головка при помощи магнитных импульсов считывает или записывает данные. Диск вращает двигатель, а всей работой заправляет микросхема — контроллер.

    Данные записываются в дорожках на поверхности диска, примерно как на виниловых пластинках. При этом информация хранится не в одном месте, а в кластерах или секторах, разбросанных по диску, поэтому для считывания данных диск должен вращаться.

    треки и сектора

    Чем быстрее диск вращается, тем больше данных в секунду можно считывать или записывать. Но здесь возникает ограничение: если бесконечно увеличивать скорость, то материал может не выдержать колебаний и разрушиться от нагрузок.

    Эту проблему пытались решить. Например, в 2000 году компания Seagate выпустила диск Х15, который раскручивался до 15 000 оборотов в минуту. Но это скорее экзотика — обычные диски не превышают 7200 оборотов в минуту для домашних ПК, что дает 85-120 МБ/с считывания. Максимальная скорость дисков на домашних ПК не превышает 150 МБ/с.

    В зависимости от размера существует несколько форм-факторов, или видов, HDD:

  • 3,5 дюйма — чаще встречаются в серверах,
  • 2,5 дюйма — для домашних ПК,
  • внешние HDD — используют в качестве внешнего носителя данных (в них также используется диск на 2,5 дюйма, но есть внешний корпус).
  • виды накопителей

    Слева направо: HDD 3,5″, HDD 2,5″, внешний диск на 2,5 дюйма.

    Что такое SSD-диск и его отличия от HDD

    SSD-диск, Solid State Drive, — это твердотельный накопитель. Он работает по отличному от HDD принципу: сохраняет информацию на полупроводниковых чипах в ячейках памяти. Это так называемые «энергонезависимые немеханические запоминающие устройства». «Энергонезависимые» означает, что при потере питания данные сохраняются.

    SSD состоят из резисторов, конденсаторов, контроллера, буферной DRAM-памяти, чипов постоянной NAND-памяти и разъемов подключения. Фактически это большая «флэшка». Главное отличие от HDD — не в комплектующих (здесь диски во многом схожи), а в отсутствии движущихся частей.

    Из «статичности» SSD-диска следует ряд его преимуществ:

    — занимает меньше места,

    — более надежный (не «изнашивается» из-за чтения данных),

    — быстрее записывает и считывает данные.

    Скорость чтения у них варьируется от 270 до 500 МБ/c, что в разы выше, чем у HDD. Так, время полной загрузки Windows 7 у HDD составляет в среднем 49 секунд, а у SSD — 19 секунд.

    Интерфейсы подключения дисков: SATA и NVMe

    Интерфейс — это набор способов подключения к материнской плате, методов и правил взаимодействия диска с остальными частями ПК. Сюда входят и виды физических разъемов, и протоколы передачи данных, и способы передачи данных.

    Параллельный интерфейс подключения IDE

    Наглядный пример интерфейса применительно к HDD-дискам — это IDE (Integrated Drive Electronics), или ATA (Advanced Technology Attachment). Условно это простой способ подключения жесткого диска к материнской плате через шлейф из 40 или 80 жил.

    интерфейс ide

    Так выглядят порты для IDE на HDD.

    ide в hdd

    На фото хорошо просматривается разъем под IDE. Источник

    Мы упоминали, что в интерфейс входят и методы передачи данных. Для IDE таких методов несколько. Например, PIO (Programmed input/output), когда данные передаются между устройствами через процессор, или DMA (Direct Memory Access), когда процессор для передачи данных не используется.

    Информация через интерфейс IDE передаются параллельно, когда каждый бит данных идет по своей сигнальной линии — по физическому каналу. Поэтому для интерфейса подключение идет через 40- или 80-жильный шлейф. Передача данных идет порциями, равными количеству каналов.

    Из минусов решения: параллельные каналы влияют друг на друга, что приводит к искажению сообщений. Эта проблема решена в интерфейсе SATA, ставшим развитием параллельного IDE.

    Последовательный интерфейс обмена данными SATA

    SATA, или Serial ATA (SATA), — это последовательный способ передачи битов информации. При нем биты идут друг за другом, по одному биту за раз.

    На материнской плате могут располагаться несколько SATA-разъемов. Это позволяет подключать несколько жестких дисков, которые будут работать одновременно, что было невозможно в IDE.

    интерфейс sata

    Так выглядят SATA-разъемы.

    Через SATA-интерфейс данные передаются быстрее, чем через IDE. В SATA меньше контактов и микросхем, и они меньше перегреваются.

    Интерфейс SATA-подключения получил большее распространение в SSD-дисках. Изначально интерфейс разрабатывался для HDD-дисков, головка которых может получить доступ только к одной ячейке одной пластины (блина) диска. Поэтому в SATA-устройствах только один канал и невысокая скорость передачи данных. Такую скорость чтения предлагают разные спецификации SATA:

  • 1 — 150 МБ/с;
  • SATA 2 — 300 МБ/с;
  • SATA 3 – 600 МБ/с.
  • Это теоретически максимальная скорость, и она в разы меньше скоростей стандарта NVMe, о котором мы поговорим дальше.

    NVMe, или Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification, — это спецификация на протоколы доступа к накопителям. Позволяет твердотельным накопителям считывать и передавать данные через слот PCIe, о котором мы расскажем ниже.

    NVMe может обеспечить скорость записи до 3,2 ГБ/с, что в 6 раз больше, чем у SATA 3. Такие показатели достигаются благодаря нескольким особенностям:

  • Слот PCIe расположен прямо на материнской плате — нет «посредников» в виде кабелей.
  • Для выполнения команды NVMe обращается к оперативной памяти всего один раз, когда SATA — два.
  • Есть параллельность потоков.
  • Есть механизмы работы с очередями и обработкой прерываний — команды с высоким приоритетом будут обрабатываться быстрее.
  • Протоколы передачи данных PCIe и AHCI

    Теперь расскажем про режимы передачи данных на основе рассмотренных интерфейсов. Здесь наибольший интерес представляют PCIe и AHCI.

    Peripheral Component Interconnect Express, или PCIe, — это последовательная шина ввода-вывода. Физически это соединение, «переходник», в виде слота или разъема для подключения устройств напрямую к материнской плате.

    pcie

    Верхний разъем — PCIe x4, в центре — PCIe x16, внизу — PCIe x1. Источник

    У PCIe есть прямой канал «общения» с процессором и оперативной памятью, а также независимые друг от друга каналы приема и передачи данных, или линии.

    Линия — это некое соединение между устройствами в виде четырех проводов: два для передачи, два для приема данных. Они передают данные как на двухполосном шоссе: в одну и другую сторону одновременно. Это называется дуплексным режимом. Два сигнальных провода с противоположной полярностью позволяет бороться с помехами.

    линии pcie

    Скорость передачи данных через PCIe зависит от версии и количества линий. Например, теоретическая скорость PCIe 3.0 — 986 МБ/с с одной линией, а с двумя — 1970 МБ/с.

    Примечание. PCIe-шина рассчитана на подключение периферийных устройств — не только жестких дисков, но также GPU или сетевых карт.

    PCI Express — это способ соединения с материнской платой и передачи данных. Именно его использует протокол/интерфейс NVMe.

    Несмотря на название, AHCI (Advanced Host Controller Interface) — это не интерфейс в прямом смысле. Это скорее механизм или режим, который улучшает стандарт SATA.

    Например, в AHCI есть горячая замена дисков без отключения сервера и алгоритм аппаратной установки очередности команд NCQ, которая достигается за счет оптимизации движения считывающей головки. Так как для SSD-дисков проблемы с той же головкой не возникает, принято считать, что режим AHCI скорее подходит для HDD-дисков.

    Различие SATA в режиме AHCI и NVMe

    Протокол NVMe разработан специально под SSD, чтобы раскрыть потенциал твердотельных накопителей. Дело в том, что их потенциальная скорость с SATA-подключением ограничена протоколом SATA 3, а именно — 600 МБ/с на чтение. Физически накопители способны работать в десятки раз быстрее. Для обхода ограничения есть NVME, с ним скорость SSD достигает 3,2 ГБ/с.

    SATA в режиме AHCI разработан для HDD-дисков. Режим ускоряет запуск файлов, показатель IOPS и повышает производительность примерно на 20%. Можно работать в AHCI-режиме и с SSD-дисками, но большого прироста в скорости не будет.

    Типы твердотельных накопителей

    Теперь, когда мы рассказали об SSD, интерфейсах и режимах подключений, можно разобраться с типами SSD-дисков. Они различаются по следующим критериям:

  • размер и форма;
  • способ передачи данных — SATA или NVMe;
  • интерфейсы, о которых мы уже писали.
  • SSD 2,5 дюйма SATA

    Это SSD-диск, установленный в пластиковый корпус, с разъемами для SATA-подключения через SATA-кабель. На картинке видно, что плата с чипами установлена в пластиковый корпус, в котором много пустого пространства.

    корпус ssd

    SSD-диск в пластиковом корпусе. Источник

    Это сделано не просто так: такой формат позволяет ставить SSD 2,5” вместо HDD 2,5” в то же посадочное место. К тому же «лишнее» пространство защищает плату от повреждений и позволяет пассивно охлаждать устройство.

    В этом же форм-факторе 2,5 дюйма встречаются SSD-диски не только с интерфейсом SATA. Например, WD Gold WDS384T1D0D 3.8ТБ, 2.5 дюйма, работает по интерфейсу PCIе x4.

    ssd с интерфейсом pcie

    SSD-диск Western Digital. Источник

    Это накопитель для корпоративных систем, поскольку интерфейс PCIe обеспечивает быстрый доступ к данным. Форм-фактор SSD 2,5″, но с разъемом не на SATA, а U.2, который подключается к PCIe и использует 4 линии.

    кабель pcie

    .Подключение происходит также через кабель — например, такой. Источник

    SSD M.2

    M.2 — это форм-фактор SSD. Это тот же SSD, но без пластикового корпуса: просто плата, на которой расположены чипы, контроллер, буферная память.

    У них есть несколько размеров: 2230, 2242, 2260, 2280, 22110. Первые две цифры — ширина в миллиметрах, остальные — длина. Ширина всех плат — 22 миллиметра, а длина варьируется от 30 миллиметров до 110 миллиметров.

    Накопители SSD M.2 подключаются в специальные слоты, без кабелей питания или шлейфов. Питаются от материнской платы.

    m2 ssd

    Пример SSD M.2. Источник

    Взаимодействие с материнской платой и процессором идет через разные шины и стандарты: SATA, PCIe и NVMе. Через один и тот же М.2-слот диск может передавать данные по-разному: по старой и медленной шине SATA или более современной PCIе.

    Поэтому, когда речь идет об M.2, подразумевают просто форм-фактор. Как он будет подключаться и насколько быстро работать, зависит от ключа M.2 — M.2 SATA или M.2 NVMe.

    Примечание. M.2 — это не всегда про SSD. Это лишь форма, в которой могут существовать и другие модули — например, Wi-Fi, Bluetooth, NFC, иные технологии.

    M.2 SATA

    M.2 SATA — это тот же SSD 2,5 дюйма, но в форм-факторе М.2. Он подключается через SATA.

    m2 sata

    Пример диска M.2 SATA. Источник

    Почти всегда у них два «разреза» на плате — ключи M и B. Отличить их довольно просто: «разрез» ключа В справа, а у М — слева (если смотреть на плату сверху).

    Скорость M.2 SATA ограничена скоростью самой последней версии SATA 3 – 600 МБ/с.

    M.2 NVMe, или М.2 PCIе NVME

    Это тот же SSD-диск M.2, но с интерфейсом подключения NVMe, который передает данные через шину PCI Express.

    m2 nvme

    Пример диска NVMe M.2. Источник

    Как видно на картинке, у такой платы один ключ — М. Поэтому М.2 SATA SSD можно подключить к любому разъему М.2, а вот совместимость M.2 NVMe не такая высокая. Версии с ключом B уже практически не встречаются.

    Такие диски могут развивать большие скорости на чтение, потому что нет помехи в виде пропускной способности SATA-шины. Отклик при доступе к устройствам M.2 NVMe тоже гораздо выше. Например, скорость диска Samsung 970 EVO Plus MZ-V7S250BW 250ГБ, M.2 2280, PCI-E x4, NVMe (на картинке выше) на чтение – 3500 МБ/с, а на запись — 2300 МБ/с.

    При этом SSD-накопитель Kingston 120GB A400 (SA400M8/120G) в том же форм-факторе, который работает по SATA 3, имеет меньшие характеристики IOPS — 500/320.

    ssd от kingston с sata 3

    Тот самый SSD от Kingston.

    Сравнение M.2 SATA и M.2 NVMe

    Нюанс в том, что эти скорости теоретические. На практике большинство операций происходит с маленькими файлами, поэтому важна не последовательная скорость чтения файлов, а скорость работы со случайными блоками. У NVMe здесь небольшое преимущество перед SATA. Скорость загрузки ОС и программ с NVMe ненамного выше, чем у SATA. NVMе-накопители – хороший выбор при работе с крупными файлами, например, с видео.

    У M.2 SATA тоже есть достоинства — они не греются, а значит, не требуют дополнительных радиаторов для охлаждения. Хотя сам слот M.2 SATA обычно стоит рядом с видеокартой.

    При этом для M.2 NVME ситуация противоположная: потребление электричества NVME-устройства превышает SATA в несколько раз и они сильно греются. Как следствие, контроллер может перегреться и показатели накопителя ухудшатся. В качестве решения можно купить NVMe-устройства с комплектным радиатором или установить алюминиевую планку для пассивного охлаждения.

    Можно сравнивать накопители M.2 NVMe и M.2 SATA, но не M.2 и NVMe. NVMe — это стандарт передачи данных, а M.2 – это форм-фактор SSD, где есть поддержка NVMe. Это логически и физически разные вещи.

    При выборе SSD-диска нужно ориентироваться на выбранную материнскую плату, требования к скорости чтения/записи и финансовые возможности.

    Выделенные серверы произвольной конфигурации

    Резюме

  • Твердотельный накопитель SATA — это SSD-накопитель с интерфейсом SATA, разработанным под HDD-диски.
  • M.2 SSD— один из видов твердотельных накопителей. Они могут подключаться, как через SATA, так и через более быструю шину PCIе.
  • NVMe — быстрый протокол передачи данных через шину PCIе. Протокол разработан под SSD-накопители.
  • Если объединить эти понятия, то получится, что NVMe — это не устройство, а спецификация протокола передачи данных через интерфейс PCIe с накопителя SSD M.2. Поэтому, например, словосочетание «накопитель NVMe» некорректно.

    Максимальная скорость и производительность у накопителей M.2 PCIе. Но не все материнские платы и компании их поддерживают — дорогие. Не у всех плат есть слоты М.2, а если есть, чаще встречаются М.2 SATA.

    M.2 SATA и SATA SSD 2,5 имеют практически одинаковые характеристики из-за общего протокола. Поэтому, если нужна компактность (например, у вас ноутбук), лучше выбрать М.2 SATA или увеличить количество M.2 NVMe-портов переходниками. Но если это стационарный компьютер, то разницы с SSD 2,5’’ нет, как по скорости, так и цене. При этом оперативно менять диски удобнее через кабель.

    Источники:

    overclockers.ru/blog/TEXHAPb/show/55992/sata3-vs-m-2-pcie-4-0-naskolko-opravdana-pokupka-bystrogo-dorogogo-ssd-dlya-igr-po-mneniju-tg

    blog.telecom-sales.ru/interfejs-m-2-sata-i-pci-e-voprosy-i-otvety/

    xn--b1afkiydfe.xn--p1ai/2018/11/09/%D0%BA%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B9-ssd-%D0%B2%D1%8B%D0%B1%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%8C-m2-sata-pci-e/

    infotechnica.ru/pro-kompyuteryi/o-nakopitelyah-informatsii/ssd-sata-ili-m2/

    selectel.ru/blog/ssd-m2-nvme/

    Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *