Au fur et à mesure que les ordinateurs, en particulier les ordinateurs portables, deviennent de plus en plus petits, des composants tels que les lecteurs de stockage doivent également l'être de manière correspondante. Avec l'introduction des disques SSD, il devenait un peu plus facile de les placer dans des conceptions de plus en plus minces comme Ultrabooks, mais le problème était alors de continuer à utiliser l'interface SATA standard. Finalement, l'interface mSATA a été conçue pour créer une carte de profil mince pouvant toujours interagir avec l'interface SATA. Le problème, c’est que les normes SATA 3.0 limitent les performances des disques SSD. Afin de corriger ces problèmes, une nouvelle forme d'interface de carte compacte devait être développée. Initialement appelé NGFF (Next Generation Form Factor), la nouvelle interface a finalement été normalisée dans la nouvelle interface de lecteur M.2 selon les spécifications SATA version 3.2.
Des vitesses plus rapides
Bien que la taille soit, bien sûr, un facteur dans le développement de la nouvelle interface, la vitesse des disques est tout aussi critique. Les spécifications SATA 3.0 limitaient la bande passante réelle d'un disque SSD sur l'interface de lecteur à environ 600 Mo / s, ce que de nombreux lecteurs ont maintenant atteint. Les spécifications SATA 3.2 ont introduit une nouvelle approche mixte pour l'interface M.2, à l'instar de SATA Express. Essentiellement, une nouvelle carte M.2 peut utiliser les spécifications SATA 3.0 existantes et être limitée à 600 Mo / s. Elle peut également choisir d’utiliser le PCI-Express offrant une bande passante de 1 Go / s avec le PCI-Express 3.0 actuel. normes. Maintenant, cette vitesse de 1 Go / s concerne une seule voie PCI-Express. Il est possible d'utiliser plusieurs voies et sous la spécification M.2 SSD, il est possible d'utiliser jusqu'à quatre voies. L'utilisation de deux voies fournirait 2,0 Go / s, tandis que quatre voies pourraient fournir jusqu'à 4,0 Go / s. Avec la sortie éventuelle du PCI-Express 4.0, ces vitesses doubleraient.
Maintenant, tous les systèmes ne vont pas atteindre ces vitesses. Le lecteur M.2 et l'interface de l'ordinateur doivent être configurés dans le même mode. L’interface M.2 est conçue pour utiliser le mode SATA hérité ou les modes PCI-Express plus récents, mais le lecteur choisit celui qui sera utilisé. Par exemple, un lecteur M.2 conçu avec le mode SATA Legacy sera limité à une vitesse de 600 Mo / s. À présent, le lecteur M.2 peut être compatible avec PCI-Express jusqu’à 4 voies (x4), mais l’ordinateur n’utilise que deux voies (x2). Cela se traduirait par des vitesses maximales de seulement 2 Go / s. Donc, pour obtenir le plus de vitesse possible, vous devrez vérifier à la fois le support et le support de l'ordinateur ou de la carte mère.
Tailles plus petites et plus grandes
L'un des objectifs de la conception du lecteur M.2 était de réduire la taille globale du périphérique de stockage. Ceci est réalisé de différentes manières. Premièrement, ils ont rendu les cartes plus étroites que l’ancien facteur de forme mSATA. Les cartes M.2 ne font que 22 mm de large par rapport aux 30 mm de mSATA. Les cartes peuvent également être raccourcies à seulement 30 mm de long par rapport au 50 mm de mSATA. La différence réside dans le fait que les cartes M.2 prennent également en charge des longueurs plus grandes, allant jusqu’à 110 mm, ce qui signifie qu’elles peuvent en réalité être plus grandes, ce qui offre plus d’espace pour les puces et donc des capacités plus élevées.
Outre la longueur et la largeur des cartes, vous avez également la possibilité de choisir des cartes M.2 simple face ou double face. Pourquoi les deux épaisseurs différentes? Les cartes unilatérales offrent un profil très fin et sont utiles pour les ordinateurs portables ultra-minces. Une carte double face, quant à elle, permet d'installer deux fois plus de puces sur une carte M.2 pour des capacités de stockage supérieures, ce qui est utile pour les applications de bureau compactes où l'espace est moins important. Le problème est que vous devez savoir quel type de connecteur M.2 se trouve sur l'ordinateur en plus de l'espace disponible pour la longueur de la carte. La plupart des ordinateurs portables utilisent uniquement un connecteur simple face, ce qui signifie qu'ils ne peuvent pas utiliser de cartes M.2 double face.
Modes de commande
Depuis plus de dix ans, SATA crée un espace de stockage pour les ordinateurs plug and play. C’est grâce à l’interface très simple à utiliser, mais aussi à la structure de commande AHCI (Advanced Host Controller Interface). C'est un moyen par lequel l'ordinateur peut communiquer des instructions aux périphériques de stockage. Il est intégré à tous les systèmes d'exploitation modernes et ne nécessite donc pas l'installation de pilotes supplémentaires dans le système d'exploitation lorsque nous ajoutons de nouveaux lecteurs. Cela a très bien fonctionné, mais il a été développé à l’époque des disques durs qui ont une capacité limitée à traiter les instructions en raison de la nature physique des têtes et des plateaux de disque. Une seule file d'attente de commandes avec 32 commandes était suffisante. Le problème est que les disques SSD peuvent faire beaucoup plus, mais sont limités par les pilotes AHCI.
Pour vous aider à éliminer ce goulot d'étranglement et à améliorer les performances, la structure de commande et les pilotes NVMe (Mémoire Non-Volatile Express) ont été développés afin d'éliminer ce problème des disques SSD. Plutôt que d'utiliser une seule file d'attente de commandes, il fournit jusqu'à 65 536 files d'attente avec jusqu'à 65 536 commandes par file d'attente. Cela permet un traitement plus parallèle des demandes de lecture et d'écriture de stockage, ce qui contribuera à améliorer les performances par rapport à la structure de commande AHCI.
Même si c'est génial, il y a un petit problème. AHCI est intégré à tous les systèmes d'exploitation modernes, à la différence de NVMe. Afin de tirer le meilleur parti des lecteurs, les pilotes doivent être installés au-dessus des systèmes d'exploitation existants pour utiliser ce nouveau mode de commande. C'est un problème pour beaucoup de personnes sur des systèmes d'exploitation plus anciens. Heureusement, la spécification du lecteur M.2 permet d'utiliser l'un des deux modes. Cela facilite l'adoption de la nouvelle interface avec les ordinateurs et les technologies existants en utilisant la structure de commande AHCI.Ensuite, à mesure que la prise en charge de la structure de commande NVMe est améliorée dans le logiciel, les mêmes lecteurs peuvent être utilisés avec ce nouveau mode de commande. Sachez simplement que pour basculer entre les deux modes, il faudra reformater les disques.
Consommation électrique améliorée
Les ordinateurs mobiles ont des durées de fonctionnement limitées en fonction de la taille de leurs batteries et de la puissance consommée par les divers composants. Les disques SSD ont permis de réduire considérablement la consommation d'énergie du composant de stockage, améliorant ainsi la durée de vie de la batterie, mais pouvant être encore améliorée. Étant donné que l’interface M.2 SSD fait partie des spécifications SATA 3.2, elle inclut également d’autres fonctionnalités au-delà de l’interface. Cela inclut une nouvelle fonctionnalité appelée DevSleep. Comme de plus en plus de systèmes sont conçus pour passer en mode veille une fois fermés ou éteints plutôt que de s'éteindre complètement, la batterie utilise constamment pour garder certaines données actives en vue d'une restauration rapide lorsque les périphériques sont réveillés. DevSleep réduit la quantité d'énergie utilisée par des périphériques tels que les disques SSD M.2 en créant un nouvel état d'alimentation réduite. Cela devrait permettre de prolonger la durée de fonctionnement des systèmes mis en veille plutôt que de les éteindre entre deux utilisations.
Problèmes de démarrage
L’interface M.2 est un excellent ajout au stockage informatique et à la capacité d’améliorer les performances de nos ordinateurs. Cependant, sa mise en œuvre rapide pose un léger problème. Pour obtenir les meilleures performances de la nouvelle interface, l’ordinateur doit utiliser le bus PCI-Express. Dans le cas contraire, son fonctionnement est identique à celui de tout lecteur SATA 3.0 existant. Cela ne semble pas être un gros problème, mais c’est un problème pour la plupart des premières cartes mères qui utilisent cette fonctionnalité. Les disques SSD offrent la meilleure expérience lorsqu'ils sont utilisés en tant que lecteur racine ou de démarrage. Le problème est que le logiciel Windows existant a un problème avec de nombreux lecteurs démarrant à partir du bus PCI-Express plutôt que de SATA. Cela signifie que le fait d'avoir un lecteur M.2 utilisant PCI-Express en mode rapide ne sera pas le lecteur principal sur lequel le système d'exploitation ou les programmes sont installés. Le résultat est un lecteur de données rapide mais pas le lecteur de démarrage.
Tous les ordinateurs et systèmes d'exploitation ne présentent pas ce problème. Par exemple, Apple a développé OS X pour utiliser le bus PCI-Express pour les partitions root. En effet, Apple a basculé ses disques SSD vers PCI-Express dans le MacBook Air 2013 avant la finalisation des spécifications M.2. Microsoft a mis à jour Windows 10 pour prendre entièrement en charge les nouveaux lecteurs PCI-Express et NVMe si le matériel sur lequel il s'exécute peut également. Les anciennes versions de Windows pourront peut-être fonctionner si le matériel est pris en charge et si des pilotes externes sont installés.
Comment utiliser M.2 peut supprimer d'autres fonctionnalités
Un autre sujet de préoccupation, en particulier avec les cartes mères de bureau, concerne la façon dont l’interface M.2 est connectée au reste du système. Vous voyez qu'il y a un nombre limité de voies PCI-Express entre le processeur et le reste de l'ordinateur. Pour utiliser un connecteur de carte M.2 compatible PCI-Express, le fabricant de la carte mère doit éloigner ces voies PCI-Express des autres composants du système. La manière dont ces voies PCI-Express sont réparties entre les périphériques des cartes est une préoccupation majeure. Par exemple, certains fabricants partagent les voies PCI-Express avec des ports SATA. Ainsi, l’utilisation de l’emplacement pour lecteur M.2 peut supprimer jusqu’à quatre emplacements pour SATA. Dans d'autres cas. le M.2 peut partager ces voies avec d'autres logements d'extension PCI-Express. Assurez-vous de vérifier la conception de la carte pour vous assurer que l'utilisation du M.2 ne gênera pas l'utilisation potentielle d'autres disques durs SATA, lecteurs de DVD ou de disques Blu-ray ou autres cartes d'extension.
