Często zadawane pytania na temat technologii SATA i dysków półprzewodnikowych (SSD) wykorzystujących interfejs M.2

Dyski twarde są oparte na obracanych magnetycznie talerzach — rozwiązaniu używanym od połowy lat 50. ubiegłego wieku. Dane są odczytywane z tych obracających się talerzy (dysków) i na nich zapisywane przy użyciu poruszających się głowic. Dyski twarde to urządzenia mechaniczne z wieloma ruchomymi częściami, które są bardziej narażone na awarie sprzętowe i uszkodzenia spowodowane warunkami otoczenia, takimi jak wysoka lub niska temperatura, wstrząsy i wibracje.

Rynek dysków SSD stale się rozwija, a urządzenia tego typu zdobywają coraz większą popularność, ale mimo wszystko jest to relatywnie nowe rozwiązanie. Podobnie jak w przypadku każdej nowej technologii, wzrost sprzedaży do poziomu, który pozwoli obniżyć koszty produkcji, jest kwestią czasu. W ciągu ostatnich kilku lat różnica cenowa między dyskami SSD a dyskami twardymi znacząco się zmniejszyła.

Jedynym kompromisem w stosunku do dysku twardego jest obecnie cena jednego gigabajta. Z tego powodu dyski twarde są obecnie sprzedawane w wersjach o pojemności od 500 GB, natomiast dyski SSD mają pojemność 120 GB lub wyższą. Firma Kingston oferuje obecnie dyski SSD o pojemności od 120 GB do 3,84 TB.

Tradycyjne dyski twarde mogą stanowić najlepsze rozwiązanie, kiedy wymagana jest pamięć masowa o pojemności wynoszącej wiele terabajtów. Z kolei dyski SSD stanowią świetne rozwiązanie, jeśli ważniejsza jest szybkość działania. Często dysk SSD jest używany jako dysk rozruchowy z system operacyjnym i aplikacjami, podczas gdy pliki danych umieszcza się na dysku twardym.

Tak. Firma Kingston oferuje zestawy do modernizacji z dyskami SSD, które zawierają wszystkie elementy niezbędne do zastąpienia dysku twardego komputera stacjonarnego lub przenośnego dyskiem SSD firmy Kingston, w tym także oprogramowanie, które umożliwia proste przeniesienie systemu operacyjnego i ważnych danych. Należy pamiętać, że jednostki magazynowe zawierające tylko dyski SSD nie obejmują oprogramowania. Jeśli chcesz sklonować dysk twardy na nowy dysk SSD, potrzebujesz odpowiedniego zestawu.

Nie. Dyski SSD nie wymagają defragmentacji. Tak naprawdę defragmentacja może skrócić żywotność dysku SSD. Jeśli w systemie masz włączoną funkcję automatycznej defragmentacji, w przypadku korzystania z dysku SSD warto ją wyłączyć. Niektóre systemy operacyjne automatycznie wykonują defragmentację, dlatego należy wyłączyć tę funkcję dla dysków SSD firmy Kingston.

Co to jest M.2? Co to jest NVMe? Jak mają się one do SATA i AHCI oraz jaka jest różnica pod względem szybkości? W naszej infografice tłumaczymy często używane akronimy, wyjaśniając jak i dlaczego najnowsza technologia SSD jest szybsza i lepsza. Dowiedz się, jakie są różnice między technologiami NVMe and SATA.

Dyski NVMe SSD w systemach klienckich, takich jak komputery stacjonarne, laptopy czy stacje robocze, drastycznie zwiększają ogólną wydajność przetwarzania danych w pamięci masowej. NVMe to nowy, czołowy standard dysków SSD, zaś dyski NVMe SSD firmy Kingston zapewniają szereg rozwiązań, które stanowią idealny wybór do nowych komputerów osobistych, a także sposób ulepszenia komputerów stacjonarnych i laptopów. Dowiedz się więcej o dyskach SSD NVMe do systemów klienckich.

Technologia NVMe, stworzona głównie z myślą o środowiskach pamięci masowej w zastosowaniach korporacyjnych, zapewnia sześciokrotnie większą przepustowość, trzykrotnie mniejsze opóźnienia oraz obsługę procesorów wielordzeniowych. Zastępuje ona protokół SATA, pierwotnie używany w dyskach twardych z wirującymi talerzami. Dowiedz się więcej o wyborze dysków NVMe do centrów danych.

Dyski SSD występują w kilku formatach i mogą być powiązane z różnymi protokołami. Pierwsze dyski SSD miały rozmiar 2,5 cala, były wyposażone w złącze SATA i protokół AHCI, co stanowiło standard dla dysków twardych, ułatwiając także przejście z technologii HDD na SSD. Następnie opracowano technologię NVMe jako natywny protokół pamięci flash, który pozwolił na wyższe prędkości transferu danych – obecnie można ją spotkać w niektórych wysokiej klasy komputerach PC i laptopach. Wszystkie dyski SSD NVMe mają rozmiar M.2, U.2 lub AIC PCIe. Dyski 2,5-calowe SSD ze złączem SATA są na rynku już od dłuższego czasu i nadal się je instaluje w wielu komputerach PC. Dowiedz się, jakie są różnice między technologiami NVMe and SATA.

W przypadku niektórych zastosowań wewnętrznych, w których przestrzeń jest ograniczona, specyfikacje M.2 przewidują różne grubości dysków SSD M.2 — 3 różne typy jednostronnych (S1, S2 i S3) oraz 5 wersji dwustronnych (D1, D2, D3, D4 i D5). Niektóre platformy mogą wymagać konkretnych wersji dysków ze względu na ograniczoną przestrzeń pod złączem M.2.

Dyski M.2 SSD firmy Kingston są zgodne ze specyfikacjami Dual Sided M.2 i będą pasować do większości płyt głównych, na których można umieszczać dyski Dual Sided M.2 SSD — prosimy o zasięgnięcie porady przedstawiciela handlowego w przypadku gdy w określonych zastosowaniach osadzonych wymagane będą dyski Single-Sided.

Standard M.2 został opracowany przez organizacje normalizacyjne PCI-SIG i SATA-IO oraz zdefiniowany w specyfikacjach PCI-SIG M.2 i SATA 3.2. Jego pierwotna nazwa brzmiała Next Generation Form Factor (NGFF), ale w 2013 r. przemianowano go na M.2. Wiele osób nadal określa standard M.2 mianem NGFF.

Specyfikacje M.2 dotyczące niewielkich urządzeń mają zastosowanie do wielu rodzajów kart rozszerzeń, takich jak Wi-Fi, Bluetooth, nawigacja satelitarna, Near Field Communication (NFC), radio cyfrowe, Wireless Gigabit Alliance (WiGig), Wireless WAN (WWAN) oraz dyski Solid-State Drive (SSD).

Standard M.2 obejmuje też podzbiór specyfikacji dotyczących wyłącznie dysków SSD.

Wszystkie dyski SSD M.2 można umieszczać w znajdujących się na płytach głównych gniazdach M.2 tak, by nie wystawały poza ich obrys. Rozmiar M.2 to początek drogi do zwiększania wydajności i zmniejszania gabarytów urządzeń, co jest przyszłością postępu technologicznego w zakresie dysków SSD. Ponadto brak przewodów zasilających i przewodów do przesyłu danych eliminuje problem z układaniem kabli. Podobnie jak w przypadku dysków SSD mSATA dyski SSD M.2 instaluje się po prostu umieszczając ja w gnieździe.

Jest wiele laptopów i płyt głównych obsługujących dyski SSD M.2. Przed zakupem dysku M.2 SSD należy zapoznać się ze specyfikacją systemu i instrukcją obsługi, aby sprawdzić zgodność.

W przypadku dysków SSD M.2 najpopularniejsze są wymiary 22 mm × 30 mm, 22 mm × 42 mm, 22 mm × 60 mm, 22 mm × 80 mm oraz 22 mm × 110 mm. Nazwy kart zależą od podanych powyżej wymiarów: pierwsze dwie cyfry określają szerokość (we wszystkich przypadkach 22 mm), a pozostałe długość (od 30 do 110 mm). W rezultacie dyski M.2 SSD oznaczane są numerami 2230, 2242, 2260, 2280 oraz 22110.

Poniższa ilustracja przedstawia 2,5-calowy dysk SSD oraz dyski M.2 SSD oznaczone numerami 2242, 2260 i 2280:

Są dwa powody zróżnicowania długości dysków tego typu.

1. Różne długości umożliwiają zróżnicowanie pojemności dysków SSD — im dłuższy dysk, tym więcej można zamontować na nim układów flash typu NAND wraz z kontrolerem i (niekiedy) pamięcią DRAM. Na dyskach o rozmiarze 2230 i 2242 można umieścić od 1 do 3 układów flash typu NAND, podczas gdy na największych dyskach M.2 — 2280 i 22110 — może znaleźć się ich nawet 8, co umożliwia produkcję dysków SSD o pojemności 2 TB.
2. Wielkość urządzeń M.2 ograniczona jest rozmiarem gniazda na płycie głównej: niektóre notebooki mogą obsługiwać standard M.2 w związku z buforowaniem, ale być wyposażone jedynie w niewielkie gniazdo, w którym zmieści się co najwyżej dysk SSD M.2 w rozmiarze 2242 (dyski SSD M.2 2230 są mniejsze, ale najczęściej nie używa się ich wtedy, gdy w gnieździe mieści się dysk SSD M.2 2242).

Nie. Zarówno dyski SSD M.2 z interfejsem SATA, jak i te z interfejsem PCIe wykorzystują standardowe sterowniki AHCI wbudowane w system operacyjny. Konieczne może się jednak okazać włączenie obsługi dysku SSD M.2 w BIOS-ie.

W niektórych przypadkach gniazdo M.2 SSD może współdzielić linie PCIe lub porty SATA z innymi urządzeniami na płycie głównej. Należy zapoznać się z dokumentacją posiadanej płyty głównej w celu uzyskania dodatkowych informacji, ponieważ jednoczesne korzystanie z obydwu współdzielonych portów mogłoby doprowadzić do wyłączenia jednego z urządzeń.

Nie, dyski te się różnią. Dyski M.2 można podłączać do interfejsów SATA i PCIe, podczas gdy dyski mSATA tylko do złącz SATA. Urządzenia różnią się też wyglądem i nie można ich umieszczać w tych samych złączach systemowych.

M.2 2280 (powyżej) w porównaniu z mSATA. Zwróć uwagę na nacięcia („klucze”), które uniemożliwiają włożenie karty do niezgodnego gniazda.

Standard M.2 opracowano, aby umożliwić tworzenie nowych kart o małym rozmiarze, w tym dysków SSD. Przedtem najmniejsze dyski SSD korzystały ze standardu mSATA, jednak wytworzenie urządzeń w tym standardzie o pojemności rzędu 1 TB było zbyt kosztowne. Problem rozwiązano, wprowadzając nową specyfikację M.2, która umożliwia stosowanie różnych rozmiarów i pojemności kart SSD M.2. Specyfikacja M.2 umożliwia producentom systemów standaryzację w oparciu o określone specyfikacje urządzeń o niewielkich rozmiarach, których pojemność można zwiększać w razie potrzeby.

Specyfikacja M.2 definiuje 12 nacięć („kluczy”) na karcie M.2 i interfejsie gniazda — wiele z nich jest zarezerwowanych do przyszłych zastosowań.

Obecnie zdefiniowane klucze M.2 (tylko B i M dotyczą dysków M.2 SSD)
Źródło: All About M.2 SSDs, SNIA, czerwiec 2014.

W przypadku dysków SSD M.2 powszechnie stosowane są 3 kombinacje kluczy:

1. Złącze krawędziowe z kluczem B w zależności od urządzenia obsługuje protokół SATA i/lub PCIe, jednak w przypadku magistrali PCIe może obsłużyć wyłącznie prędkość przesyłu odpowiadającą standardowi PCIe ×2 (1000 MB/s).
2. Złącze krawędziowe z kluczem M obsługuje protokół SATA i/lub PCIe w zależności od urządzenia, jednak w przypadku magistrali PCIe może obsłużyć prędkość przesyłu odpowiadającą standardowi PCIe ×4 (2000 MB/s), pod warunkiem że system również obsługuje prędkość ×4.
3. Złącze krawędziowe z kluczami B+M w zależności od urządzenia obsługuje protokół SATA i/lub PCIe, jednak w przypadku magistrali PCIe może obsłużyć wyłącznie prędkość przesyłu odpowiadającą standardowi ×2.

Poszczególne typy kluczy są często oznaczone na złączu krawędziowym (złotych wtykach) dysku M.2 SSD, a także na gnieździe M.2.

Należy pamiętać, że dyski SSD M.2 z kluczem B mają inną liczbę wtyków na krawędzi (6) niż dyski SSD M.2 z kluczem M (5) — taki asymetryczny układ zapobiega omyłkowemu umieszczeniu dysków SSD M.2 z kluczem B w gnieździe z kluczem M (i odwrotnie).

Klucze B+M w dysku SSD M.2 zapewniają zgodność z różnymi płytami głównymi, o ile tylko obsługiwany jest właściwy protokół SSD (SATA lub PCIe). Niektóre złącza na płytach głównych mogą obsługiwać tylko dyski SSD z kluczem M, a inne — tylko z kluczem B. Celem zastosowania obydwu kluczy (B+M) jest rozwiązanie tego problemu, jednak sama możliwość fizycznego umieszczenia dysku SSD M.2 w gnieździe nie gwarantuje jego działania, ponieważ zależy ono od tego, czy dysk SSD M.2 i płyta główna obsługują ten sam protokół.

Wykaz obsługiwanych długości można znaleźć w informacjach przekazanych przez producenta płyty głównej lub systemu, jednak wiele płyt głównych obsługuje modele 2260, 2280 i 22110. Wiele płyt głównych umożliwia również wkręcania śrub mocujących w różnych miejscach, dzięki czemu użytkownik może podłączać dyski M.2 SSD w rozmiarach 2242, 2260, 2280, a nawet 22100. Rozmiar dysków M.2 SSD, które można umieścić w gnieździe i użytkować, będzie zależeć od ilości miejsca dostępnego na płycie głównej.

W specyfikacji M.2 określono zróżnicowane rodzaje gniazd obsługujących poszczególne rodzaje urządzeń.

Gniazdo 1 obsługuje Wi-Fi, Bluetooth®, NFC i WI Gig

Gniazdo 2 przeznaczone jest do obsługi WWAN, SSD (pamięć podręczna) i GNSS

Gniazdo 3 przeznaczone jest do obsługi dysków SSD (zarówno SATA, jak i PCIe, do x4)

Nie, dysków M.2 SSD nie można podłączać przy włączonym zasilaniu. Dyski M.2 SSD należy instalować i usuwać, gdy zasilanie systemu jest wyłączone.

Ich szybkość najczęściej jest podobna. Zależy ona też od wykorzystywanego przez dyski SSD konkretnego kontrolera systemowego, a także od wewnętrznego układu i kontrolera dysku. Specyfikacja interfejsu SATA 3.0 obsługuje prędkości przesyłu do 600 MB/s, niezależnie od formatu dysku SSD (2,5-calowy, mSATA, M.2).

Jeżeli system nie obsługuje interfejsu PCIe, dysk SSD M.2 z interfejsem PCIe najprawdopodobniej nie będzie widoczny w BIOS-ie i w rezultacie nie będzie zgodny z systemem. Podobnie, dysk SSD M.2 z interfejsem SATA umieszczony w gnieździe obsługującym wyłącznie dyski SSD M.2 z interfejsem PCIe nie będzie obsługiwany.

Taki dysk PCIe M.2 SSD działałby na takiej płycie głównej z prędkością równą zaledwie PCIe x2 (przesył dwoma liniami). Pełne wykorzystanie potencjału dysku PCIe x4 M.2 SSD wymaga zakupu płyty głównej obsługującej prędkości PCIe x4. Ograniczenia związane z PCIe występują ponadto w przypadku płyt głównych, na których dochodzi do przekroczenia łącznej liczby linii PCIe — w rezultacie dysk PCIe M.2 x4 SSD i tutaj może działać na dwóch liniach, a nawet nie być w ogóle obsługiwany ze względu na brak dostępnych linii.

Nie. Dysk M.2 SSD obsługuje albo interfejs SATA, albo interfejs PCIe, jednak nie obsługuje obydwu tych standardów jednocześnie. Ponadto gniazda na płytach głównych mogą obsługiwać interfejs SATA albo PCIe, choć w niektórych przypadkach możliwa jest obsługa obydwu interfejsów. Ważne jest sprawdzenie w instrukcji obsługi systemu, które technologie są obsługiwane.

Interfejs PCIe jest szybszy, jako że prędkość maksymalna w specyfikacji SATA 3.0 wynosi około 600 MB/s, podczas gdy w standardzie PCIe 2 ×2 dochodzi ona do 1000 MB/s, a w standardzie PCIe 2 ×4 nawet do 2000 MB/s. Natomiast wersja 3 ×4 umożliwia osiąganie prędkości do 4000 MB/s.

W dyskach SSD firmy Kingston używana jest pamięć flash typu NAND.

Dyski SSD firmy Kingston nie są uzależnione od systemu operacyjnego i działają we wszystkich systemach, które obsługują standardowy interfejs SATA.

Nie są wymagane żadne dodatkowe sterowniki.

Większość systemów można zmodernizować, instalując dyski SSD firmy Kingston. Dyski SSD Kingston SATA umożliwiają modernizację starszych systemów, poczynając od tych z interfejsem SATA II. Nowoczesne systemy obsługują standard SATA III, PCIe NVMe lub oba z nich. Systemy te można zmodernizować, instalując dyski SSD Kingston SATA oraz wysokowydajne dyski SSD Kingston PCIe NVMe. Aby wybrać właściwy dysk SSD firmy Kingston do swojego systemu, można skorzystać z konfiguratora firmy Kingston lub skontaktować się z działem pomocy technicznej firmy Kingston.

W przypadku konfiguracji RAID zdecydowanie zaleca się stosowanie dysków SSD Kingston Data Center (DC). Dyski SSD z serii Kingston Data Center oferują lepszą kompatybilność z kontrolerami RAID, są specjalnie przystosowane do wymagających obciążeń w centrach danych i zastosowaniach profesjonalnych, a także zapewniają wyższą wydajność i są bardziej trwałe niż standardowe dyski SSD.

Bardzo często systemy i kontrolery Serial Attached SCSI (SAS) obsługują także urządzenia z interfejsem SATA. Firma Kingston zaleca, aby użytkownik sprawdził w dokumentacji systemu lub kontrolera, czy obsługiwane są dyski SATA i SAS. Jeśli tak, możliwe jest użycie dysków SSD firmy Kingston.

Wszystkie dyski SSD firmy Kingston wykorzystują inteligentną i wydajną funkcję Garbage Collection (usuwanie pozostałości danych), która pozwala wydłużyć okres eksploatacji dysku przy niewielkim wpływie na trwałość pamięci flash. Działanie tej funkcji jest niewidoczne dla użytkownika. Dowiedz się więcej na temat funkcji Garbage Collection (usuwanie pozostałości danych) na dyskach SSD.

Dyski SSD firmy Kingston wykorzystują zintegrowane i zaawansowane techniki równoważenia zużycia, które obejmują algorytm wyboru bloków umożliwiający wydłużenie trwałości pamięci flash oraz optymalizacja okresu eksploatacji dysku. Ta wyjątkowa technologia zapewnia bardzo równomierne zużycie wszystkich bloków pamięci flash — różnica między zużyciem bloków najczęściej i najrzadziej modyfikowanych nie przekracza 2%.

TRIM (tj. zwalnianie pamięci tymczasowej) i odzyskiwanie pamięci to technologie, które nowoczesne dyski SSD wykorzystują do ulepszania wydajności i trwałości. Gdy dysk SSD jest zupełnie nowy (po wyjęciu z opakowania), wszystkie jego bloki NAND są puste, dlatego dysk może zapisywać nowe dane w pustych blokach w ramach jednej operacji. Z biegiem czasu większość pustych bloków ulegnie wykorzystaniu, tzn. będzie zawierać dane użytkownika. Aby zapisać nowe dane na używanych blokach, dysk SDD musi wykonać cykl odczytu-modyfikacji-zapisu. Cykl odczytu-modyfikacji-zapisu obniża wydajność dysku SSD, ponieważ teraz zamiast jednej dysk jest zmuszony wykonać trzy operacje. Cykl odczytu-modyfikacji-zapisu zwiększa także natężenie procesu zapisywania, co szkodzi ogólnej wydajności dysku SSD.

Technologia TRIM i odzyskiwanie pamięci mogą współpracować ze sobą dla ulepszenia wydajności i trwałości dysku SSD, uwalniając użyte bloki. Odzyskiwanie pamięci jest funkcją wbudowaną w kontroler dysku SSD, która konsoliduje dane przechowywane w używanych blokach w celu zwolnienia dodatkowych bloków. Proces ten odbywa się w tle, a za jego sterowanie w całości odpowiada dysk SSD. Dysk SSD może jednak nie wiedzieć, które bloki zawierają dane użytkownika, a które nieprzydatne informacje, które użytkownik już wykasował. I tym momencie do gry wchodzi funkcja TRIM. Funkcja TRIM pozwala systemowi operacyjnemu poinformować dysk SSD o tym, które dane zostały usunięte, dzięki czemu dysk może zwolnić wcześniej używane bloki. Aby funkcja TRIM działała, musi ją obsługiwać zarówno system operacyjny, jak i dysk SSD. Obecnie większość nowoczesnych systemów operacyjnych i dysków SSD obsługuje technologię TRIM – niestety nie dotyczy to większości konfiguracji RAID.

Dyski SSD firmy Kingston wykorzystują technologię odzyskiwania pamięci i TRIM, utrzymując najwyższą możliwą wydajność i trwałość w całym cyklu życia.

Dowiedz się więcej

FAQ: KSD-011411-GEN-13