M.2
M.2 (algselt tuntud ka kui NGFF, inglise keeles Next Generation Form Factor) on standard arvutisiseste laienduskaartide ühendamiseks ning nendega seotud pistikute ja pesade jaoks. M.2 kaudu saab arvutiga ühendada erinevaid mooduleid nagu pooljuhtkettaid (SSD), traadita koht- (WLAN) ja laivõrgu kaarte (WWAN), traadita võrgu (Bluetooth ja NFC) ning satelliitnavigatsiooni (GNSS) laienduskaarte.[1]
Omadused
[muuda | muuda lähteteksti]M.2 standard ühendab mitmeid siine, mille kaudu saab ühendada erinevaid laienduskaarte. Toetatud siinid on PCI Express (PCIe) 3.0 ja uuemad, Serial ATA (SATA) 3.0 ja USB 3.0. M.2 standard toetab kuni nelja PCIe rada (x4) ja ühte loogilist SATA 3.0 siini.
Paindlik füüsiline standard muudab M.2 ühenduse eriti sobivaks pooljuhtketaste jaoks ja kompaktsetes seadmetes kasutamiseks. PCIe siini olemasolu teeb M.2 standardile vastava mäluseadme andmevahetuse võrreldes varasemate standarditega tunduvalt kiiremaks. PCIe siini rakendamine tähendab ühtlasi seda, et iga uue PCIe versiooniga kasvab M.2 ühendust kasutavate seadmete maksimaalne andmevahetuskiirus.
Liidesed
[muuda | muuda lähteteksti]
M.2 seadmed võivad kasutada erinevaid andmesideliideseid, mis määravad nende jõudluse.
Mõned M.2 seadmed kasutavad Serial ATA (SATA) liidest, mille maksimaalne andmeedastuskiirus on kuni 6 Gbit/s (ligikaudu 600 MB/s).[2] SATA-põhised M.2 seadmed on funktsionaalselt sarnased 2,5-tolliste SATA pooljuhtketastega.
SATA versioon 3.2 tõi kaasa muudatused, mille kohaselt saab M.2 laienduskaart kasutada kas SATA 3.0 siini, mille kiirus on piiratud, või alternatiivina PCI Express (PCIe) siini, mis tagab PCIe 3.0 standardi järgi kiiruse 1 GB/s. M.2 suudab aga kasutada kuni nelja PCIe rada, mille iga uus standard kahekordistab eelmise andmevahetuskiiruse.[3]
Kõik süsteemid ei ole võimelised maksimaalset andmeedastuskiirust saavutama. Seetõttu võib M.2 liides töötada kas SATA-režiimis (maksimaalse kiirusega 600 MB/s) või kiiremas PCIe režiimis. Ühenduse tegelik kiirus sõltub sellest, mitut PCIe rada toetavad nii emaplaadipesa kui ka laienduskaart.[3]
M.2 andmekandjatega suhtlemiseks kasutatakse kolme peamist viisi:
- SATA-režiim, mille puhul kasutatakse SATA pooljuhtkettaid koos AHCI (Advanced Host Controller Interface) draiveri ja M.2 SATA 3.0 pärandühendusega.
- PCIe koos AHCI-ga, mille puhul kasutatakse PCIe kaudu ühendatud pooljuhtkettaid, aga andmevahetus toimub AHCI protokolli kaudu.
- PCIe koos NVMe-ga, mille puhul kasutatakse PCIe kaudu ühendatud pooljuhtkettaid ning NVMe (Non-Volatile Memory Express) protokolli. NVMe võimaldab suuremat hulka paralleelseid kirjutamis- ja lugemispäringuid, mis parandab jõudlust ja vähendab latentsust võrreldes AHCI-põhise käsustruktuuriga.[3]
Kuju ja ühendus
[muuda | muuda lähteteksti]
Võrreldes M.2 eelkäija mSATA liidesega on M.2 laienduskaardid kompaktsemad. Need on minimaalselt vaid 22 mm laiad ja 30 mm pikad, samas kui mSATA kaardid on tavaliselt 30 mm laiad ja 50 mm pikad. Standard lubab kuni 110 mm pikkuseid kaarte, mis võimaldab mahutada rohkem komponente.
M.2 laienduskaardid võivad olla ühe- või kahepoolsed. Ühepoolsed kaardid on õhemad ja sobivad näiteks õhukestesse sülearvutitesse. Kahepoolsed kaardid mahutavad rohkem kiipe ja võimaldavad suuremat andmemahtu. Kõik emaplaadid ei toeta siiski kahepoolseid M.2 pooljuhtkettaid.[3]
M.2 kaardid on ristkülikukujulised ning neil on ühes otsas pistik ja teises otsas kinnituseks poolringikujuline ava. Laienduskaart paigaldatakse emaplaadil olevasse pessa ja kinnitatakse tavaliselt ühe kruviga. Iga ühendusklemm talub kuni 50 V pinget ja 0,5 A voolu. Pistik peab vastu kuni 60 ühendust.[4]
M.2 standard määrab moodulite laiuseks 12, 16, 22 või 30 mm ja pikkuseks 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 ja 110 mm. Füüsilisi mõõtmeid tähistatakse nelja- või viiekohalise koodiga. Näiteks 2260 tähendab, et kaart on 22 mm lai ja 60 mm pikk, ning 22110 tähendab, et kaart on 22 mm lai ja 110 mm pikk. Pikemaid kaarte toetavate emaplaatidega saab enamasti kasutada ka lühemaid mooduleid.[4]
M.2 mooduli trükkplaadil on 75 klemmiga konnektor, millest on eemaldatud teatud klemmid, et moodustada mehaanilised võtmed (M.2 keying). Laienduskaardid võivad olla ka emaplaadi külge joodetud, kuid sellisel juhul on need alati ühepoolsed. Emaplaadil olevad pesad võivad toetada erinevate võtmetega mooduleid. Võtmed määravad laienduskaardi otstarbe: näiteks B- ja M-võtmeid kasutatakse pooljuhtketaste puhul, E-võtit aga WiFi ja Bluetoothi laienduskaartide jaoks.[4]
M.2 laienduskaartide nimetamissüsteem sisaldab vähemalt kaardi laiust ja pikkust, kuid võib sisaldada ka infot kõrguse ja võtmete kohta. Kõrguse ja võtmete koodid on allpool olevates tabelites. Näiteks 2280-D5-M kirjeldab 22 mm laiust, 80 mm pikkust kahepoolset M-võtmega laienduskaarti – sellised mõõtmed on omased kahepoolsele pooljuhtkettale.
| Kood | Ülemine | Alumine |
|---|---|---|
| S1 | 1,20 | – |
| S2 | 1,35 | – |
| S3 | 1,50 | – |
| D1 | 1,20 | 1,35 |
| D2 | 1,35 | 1,35 |
| D3 | 1,50 | 1,35 |
| D4 | 1,50 | 0,70 |
| D5 | 1,50 | 1,50 |
| Võti | Puuduvad klemmid | Otstarve |
|---|---|---|
| A | 8–15 | 2x PCIe x1/USB 2.0/12C/DP x4 |
| B | 12–19 | PCIe x2/SATA/USB 2.0/USB 3.0/HSIC/SSIC/Audio/UIM/I2C |
| C | 16–23 | Reserveeritud tulevikus kasutamiseks. |
| D | 20–27 | Reserveeritud tulevikus kasutamiseks. |
| E | 24–31 | 2x PCIe x1/USB 2.0/IC2/SDIO/UART/PCM |
| F | 28–35 | FMI (Future Memory Interface) |
| G | 39–46 | Üldine, ei kasutata M.2 jaoks. |
| H | 43–50 | Reserveeritud tulevikus kasutamiseks. |
| J | 47–54 | Reserveeritud tulevikus kasutamiseks. |
| K | 51–58 | Reserveeritud tulevikus kasutamiseks. |
| L | 55–62 | Reserveeritud tulevikus kasutamiseks. |
| M | 59–66 | PCIe x4/SATA |
Jõudlus
[muuda | muuda lähteteksti]M.2 seadmete jõudlus sõltub eelkõige kasutatavast andmesideliidesest ja protokollist. SATA-liidesega seadmete andmeedastuskiirus on piiratud kuni 6 Gbit/s, samas kui PCI Express-liidest kasutavad seadmed võivad saavutada oluliselt suuremaid kiirusi.[3] PCIe-liidese puhul mõjutab jõudlust kasutatavate andmeradade arv (näiteks x2 või x4) ning kasutatav PCIe versioon. M.2 standard toetab kuni nelja PCIe rada (x4), mille puhul suureneb maksimaalne läbilaskevõime iga uue PCIe põlvkonnaga.
Lisaks mängib olulist rolli kasutatav protokoll. NVMe (Non-Volatile Memory Express) on optimeeritud välkmälupõhiste andmekandjate jaoks ning võimaldab suuremat hulka paralleelseid sisend- ja väljundoperatsioone võrreldes AHCI-põhise lahendusega, mis parandab nii andmeedastuskiirust kui ka vähendab latentsust.[3]
Tegelikkuses sõltub M.2 seadme jõudlus ka muudest teguritest, sealhulgas emaplaadi ja protsessori toetusest, jahutusest ning kasutatavast andmekandjast.
Kasutamine ja mõju
[muuda | muuda lähteteksti]
M.2 standardit kasutatakse peamiselt arvutite sisemiste laienduskaartide ühendamiseks.
Pooljuhtketaste kasutamine M.2 vormingus võimaldab vähendada energiakulu võrreldes traditsiooniliste kõvaketastega, mis aitab pikendada sülearvutite aku tööaega. Lisaks toetavad mitmed M.2 seadmed energiasäästufunktsioone, näiteks DevSleep, mis vähendab energiatarvet unerežiimis.[3]
Kaasaegsed operatsioonisüsteemid, nagu Windows 10 ja uuemad versioonid, toetavad täielikult PCIe ja NVMe-põhiseid M.2 seadmeid, kui riistvara seda võimaldab. Vanematel operatsioonisüsteemidel võib olla vajalik täiendavate draiverite paigaldamine ning esineda piiranguid näiteks M.2 seadme kasutamisel alglaadimiskettana.[3]
Apple kasutas PCIe-põhiseid pooljuhtkettaid juba enne M.2 standardi lõplikku kinnitamist, näiteks 2013. aasta MacBook Airi mudelites. Samuti toetab macOS selliste seadmete kasutamist süsteemikettana.[3]
Kuna M.2 pesa võib pakkuda kuni nelja PCIe rada, on selle kaudu võimalik ühendada erinevaid laienduskaarte. Adapteri abil saab M.2 liidese kaudu ühendada ka teisi PCIe seadmeid, sealhulgas graafikakaarte, kuigi selline kasutus ei ole tavapärane ja võib olla piiratud andmeedastuskiiruse tõttu.
Leidub spetsiaalselt M.2 kaudu ühendamiseks mõeldud graafikakaarte.[5]. Samas võib adapteri kaudu ühendada tavapäraseid graafikakaarte, kuigi olenevalt kaardi võimsusest võib olla tarvis ühendada too välisesse toiteplokki[6]. Kuna graafikakaardid kasutavad tavaliselt 8- või 16-rajalist PCI Express-ühendust, võib nende jõudlus olla piiratud M.2 liidese väiksema andmeedastusvõime tõttu. Näiteks PCIe 3.0 puhul on neljarajalise ühenduse läbilaskevõime umbes 4 GB/s, samas 16-rajalise ühenduse puhul kuni 16 GB/s.[6].
Vaata ka
[muuda | muuda lähteteksti]Viited
[muuda | muuda lähteteksti]- ↑ M.2 Introduction. Orvem. Vaadatud 3. mail 2026.
- ↑ Serial ATA (SATA) pinout. AllPinouts. Vaadatud 3. mail 2026.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Kyrnin, Mark. (10. november 2020). How the M.2 SSD Will Make Your PC Even Faster. Lifewire. Vaadatud 3. mail 2026.
- 1 2 3 4 5 M.2 (NGFF) Connectors. TE Connectivity. Vaadatud 3. mail 2026.
- ↑ Shilov, Anton. (5. detsember 2018). Innodisk Launches M.2 Graphics Card with 4K Output. AnandTech. Vaadatud 3. mail 2026.
- 1 2 Humphries, Matthew. (26. jaanuar 2021). Modder Uses Laptop's M.2 Slot to Run External RTX 3090 Graphics Card. PCMag. Vaadatud 1. mail 2026.
