Comment les SSD M.2 peuvent rendre votre PC plus rapide
À mesure que les ordinateurs deviennent plus petits, les composants matériels comme les disques de stockage deviennent de plus en plus petits. L’introduction des disques SSD a permis des conceptions plus fines telles que les ultrabooks, mais cela était en conflit avec l’interface SATA standard de l’industrie.
L’interface mSATA est conçue pour créer une carte à profil bas qui peut interagir avec l’interface SATA. Un nouveau problème est apparu lorsque la norme SATA 3.0 a limité les performances des SSD. Une nouvelle forme d’interface de carte compacte doit être développée pour corriger ces problèmes.
La nouvelle interface, anciennement appelée NGFF (Next Generation Form Factor), a été normalisée en tant qu’interface de pilote M.2 sous la spécification SATA version 3.2.
vitesse plus rapide
Alors que la taille est un facteur dans le développement d’une interface, la vitesse du lecteur est tout aussi importante. La spécification SATA 3.0 limite la bande passante réelle des SSD sur l’interface du disque à environ 600 Mo/s, et de nombreux disques atteignent déjà ce niveau. Comme SATA Express, la spécification SATA 3.2 introduit une nouvelle approche hybride de l’interface M.2.
Essentiellement, les nouvelles cartes M.2 peuvent utiliser la spécification SATA 3.0 existante et sont limitées à 600 Mo/s. Alternativement, il peut utiliser PCI-Express, qui fournit 1 Go/s de bande passante sous la norme actuelle PCI-Express 3.0. Une vitesse de 1 Go/s s’applique à une seule voie PCI-Express, mais plusieurs voies peuvent également être utilisées. Selon la spécification SSD M.2, jusqu’à quatre canaux peuvent être utilisés. L’utilisation de deux canaux peut théoriquement fournir 2,0 Go/s, tandis que quatre canaux peuvent fournir jusqu’à 4,0 Go/s.
Ces vitesses vont effectivement doubler avec la version finale de PCI-Express 4.0. PCI-Express 5.0, sorti en 2017, a augmenté la bande passante à 32 GT/s, atteignant 63 Go/s dans une configuration à 16 voies. PCI-Express 6.0 (2019) double à nouveau la bande passante à 64 GT/s, permettant 126 Go/s dans chaque direction.
Intel
Tous les systèmes ne peuvent pas atteindre ces vitesses. Le lecteur M.2 et l’interface doivent être réglés sur le même mode. L’interface M.2 utilise le mode SATA traditionnel ou le nouveau mode PCI-Express. Le lecteur choisit lequel utiliser.
Par exemple, les disques M.2 conçus en mode SATA hérité sont limités à 600 Mo/s. Alors que les disques M.2 sont compatibles PCI-Express avec jusqu’à quatre voies (x4), l’ordinateur n’utilise que deux voies (x2). Cela se traduit par une vitesse maximale de 2,0 Go/s. Pour obtenir la vitesse la plus rapide possible, vérifiez ce que le lecteur et l’ordinateur ou la carte mère prennent en charge.
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 plusieurs manières. Premièrement, ces cartes sont plus étroites que les facteurs de forme mSATA précédents. Les cartes M.2 ont une largeur de 22 mm, tandis que mSATA a une largeur de 30 mm. Ces cartes sont également plus courtes à 30 mm par rapport à 50 mm mSATA. La différence est que les cartes M.2 prennent en charge des longueurs plus longues jusqu’à 110 mm. Cela signifie que ces disques peuvent être plus grands, donnant plus d’espace pour la puce et donc une plus grande capacité.
MSI
En plus de la longueur et de la largeur de la carte, il existe des options pour les cartes M.2 simple ou double face. Le panneau unique offre un profil mince pour les ordinateurs portables ultra-minces. Les panneaux doubles permettent d’installer deux fois plus de puces sur une carte M.2, offrant une plus grande capacité de stockage. Ceci est utile pour les applications de bureau compactes où l’espace n’est pas aussi critique.
Le problème est qu’en plus de l’espace pour la longueur de la carte, vous devez également connaître le type de connecteur M.2 de votre ordinateur. La plupart des ordinateurs portables n’utilisent que des connecteurs à simple face, ce qui signifie que les ordinateurs portables ne peuvent pas utiliser de cartes M.2 double face.
mode de commande
Depuis plus d’une décennie, SATA a fait du stockage une opération plug-and-play. Cela est dû à la simplicité de l’interface et à la structure de commande AHCI (Advanced Host Controller Interface).
AHCI est la façon dont un ordinateur communique des instructions avec un périphérique de stockage. Il est intégré à tous les systèmes d’exploitation modernes et ne nécessite l’installation d’aucun pilote supplémentaire lors de l’ajout de nouveaux disques.
AHCI a été développé à une époque où la capacité des disques durs à traiter les instructions était limitée en raison des propriétés physiques des têtes et des plateaux du disque. Une file d’attente de 32 commandes est suffisante. Le problème est que les disques SSD d’aujourd’hui en font plus, mais sont toujours limités par les pilotes AHCI.
Samsung
La structure de commande et le pilote NVMe (Non-Volatile Memory Express) ont été développés pour supprimer ce goulot d’étranglement et améliorer les performances. Au lieu d’utiliser une seule file d’attente de commandes, il fournit jusqu’à 65 536 files d’attente de commandes 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, améliorant ainsi les performances de la structure de commande AHCI.
Bien que ce soit bien, il y a un problème. AHCI est intégré à tous les systèmes d’exploitation modernes, mais NVMe ne l’est pas. Le pilote doit être installé par-dessus le système d’exploitation existant pour tirer pleinement parti du lecteur. C’est un problème avec de nombreux systèmes d’exploitation plus anciens.
La spécification du lecteur M.2 autorise l’un des deux modes. Cela facilite l’adoption de nouvelles interfaces en utilisant les ordinateurs et la technologie existants. Avec une meilleure prise en charge de la structure de commande NVMe, les mêmes disques peuvent être utilisés avec ce nouveau mode de commande. Cependant, la commutation entre les deux modes nécessite un reformatage du disque.
Améliorer la consommation d’énergie
Un ordinateur portable a une autonomie limitée, qui est déterminée par la taille de sa batterie et la puissance consommée par ses composants. Les disques SSD réduisent la consommation d’énergie des composants de stockage, mais il y a place à l’amélioration.
Étant donné que l’interface SSD M.2 fait partie de la spécification SATA 3.2, elle inclut également des fonctionnalités supplémentaires 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 lorsqu’ils sont éteints ou éteints, plutôt que complètement éteints, la batterie est constamment vidée pour garder certaines données actives pour une récupération rapide lorsque l’appareil est réveillé. DevSleep réduit la quantité d’énergie utilisée par un appareil en créant de nouveaux états de faible consommation. Cela devrait prolonger la durée d’exécution de l’ordinateur qui passe en mode veille.
problème de démarrage
L’interface M.2 est une avancée en matière de stockage et de performances informatiques. L’ordinateur doit utiliser le bus PCI-Express pour des performances optimales. Sinon, il fonctionne de la même manière que n’importe quel disque SATA 3.0 existant. Cela peut ne pas sembler être un gros problème, mais c’était un problème pour la plupart des premières cartes mères à utiliser cette fonctionnalité.
Les disques SSD offrent la meilleure expérience lorsqu’ils sont utilisés comme disques racine ou de démarrage. Le problème est que le logiciel Windows existant a des problèmes avec de nombreux lecteurs démarrant à partir du bus PCI-Express au lieu de SATA. Cela signifie qu’un lecteur M.2 utilisant PCI-Express ne sera pas le lecteur principal pour l’installation du système d’exploitation ou des programmes. Le résultat est un lecteur de données rapide, mais pas un lecteur de démarrage.
Tous les ordinateurs et systèmes d’exploitation n’ont pas ce problème. Par exemple, Apple a développé macOS (ou OS X) pour utiliser le bus PCI-Express pour la partition racine. En effet, Apple a basculé ses disques SSD sur PCI-Express dans le MacBook Air 2013, avant la finalisation de la spécification M.2. Microsoft a mis à jour Windows 10 pour prendre en charge les nouveaux lecteurs PCI-Express et NVMe. Les anciennes versions de Windows fonctionneront également si le matériel est pris en charge et si des pilotes externes sont installés.
Comment supprimer d’autres fonctionnalités à l’aide de M.2
Un autre sujet de préoccupation, en particulier sur les cartes mères, concerne la manière dont l’interface M.2 se connecte au reste du système informatique. Il existe un nombre limité de voies PCI-Express entre le processeur et le reste de l’ordinateur. Pour utiliser des emplacements de carte M.2 compatibles PCI-Express, les fabricants de cartes mères doivent éloigner ces voies PCI-Express des autres composants du système.
La répartition de ces voies PCI-Express entre les périphériques de la carte est une préoccupation majeure. Par exemple, certains fabricants partagent des voies PCI-Express avec des ports SATA. Par conséquent, l’utilisation des emplacements de lecteur M.2 peut occuper plus de quatre emplacements SATA. Dans d’autres cas, M.2 peut partager ces canaux avec d’autres logements d’extension PCI-Express.
Vérifiez la conception de votre carte mère pour vous assurer que le M.2 n’interférera pas avec l’utilisation potentielle d’autres disques durs SATA, lecteurs de DVD, lecteurs Blu-ray ou autres cartes d’extension.
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