https://sata-io.org/developers/sata-ecosystem/sata-m2-card
sata-io.org/sites/default/files/documents/M2_Webcast_Slides.pdf
https://ru.wikipedia.org/wiki/M.2
Обзор форм-фактора M.2
M.2 (в первоначальном варианте — NGFF, Next Generation Form Factor) — форм-фактор компактных плат расширения.
Платы M.2 имеют прямоугольную форму с 67-контактным двухсторонним ножевым разъемом и полукруглым вырезом для фиксации винтом.
Спецификация M.2 разрабатывается группой PCI-SIG M.2 http://www.pcisig.com
Преимущества и недостатки M.2
Ключевые преимущества форм-фактора:
— компактная плата;
— не занимает разъем PCIe на материнской плате и не требует место для диска в корпусе;
— высочайшая скорость передачи данных по каналам интерфейса определяется скоростью PCIe;
— универсальность — поддерживаются интерфейсы NVMe и SATA.
Недостатки:
— не поддерживается горячая замена накопителей;
— затрудненный доступ к накопителю;
— несовместимость со старыми версиями интерфейса;
— недостаточно динамичный переход на новый форм-фактор.
Маркировка, размеры
Платы M.2 маркируются по следующей схеме:
ШШДД-СВ-К1-К2
где:
ШШ — ширина модуля в мм. Наиболее распространенная ширина SSD накопителей — 22 мм. Допускаются модули шириной 12, 16, 22 или 30 мм.
ДД — длина модуля в мм. Распространены модули SSD длиной 42 и 80 мм. Допустимая длина модулей — 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 или 110 мм.
СВ — высота и количество сторон. M.2 плата может быть с односторонним или двухсторонним монтажом навесных элементов. «С» показывает количество сторон, «В» — максимальную высоту навесных элементов (приводятся далее). Для односторонних плат определены следующие размеры в мм: 1.2 (S1), 1.35 (S2), 1.5 (S3). Для двухсторонних плат (сверху/снизу) в мм: 1.2/1.35 (D1), 1.35/1.35 (D2), 1.5/1.35 (D3), 1.5/0.7 (D4), 1.5/1.5 (D5).
К1 и К2 — ключи для плат с различными интерфейсами. Плата может иметь один или два ключа. Для SSD накопителей используют ключ «B» (вырез 12-19) для PCIe ×2 / SATA и ключ «M» (вырез 59-66) для PCIe ×4 / SATA накопителей.
Установка одностороннего модуля M.2 на плату.
Установка двухстороннего модуля M.2 на плату.
Варианты разъема для одно- и двухсторонних модулей M.2
| Высота, макс. мм | Dim A мм | Dim B мм | Dim C мм | Применение | |
| 2199125-x | 2.25 | 2.15 | 1.08 | 0.63 | Односторонние S1, S2, S3 |
| 2199119-x | 3.2 | 3.1 | 1.94 | 1.48 | Односторонние Двухсторонние D1, D2, D3, D4 |
| 2199230-x | 4.2 | 4.1 | 2.94 | 2.48 | Односторонние Двухсторонние D1, D2, D3, D4, D5 |
Интерфейс
Стандарт M.2 достаточно универсальный. На разъем M.2 могут быть выведены интерфейсы PCI Express 3.0 и SATA 3.0, а также USB 3.0.
Накопители M.2 могут использовать подключение как по линиям PCI Express, так и SATA Express.
SATA SSD подключаются на скорости до 6 Гб/с и поддерживаются традиционными драйверами SATA/AHCI.
Подключение PCIe SSD с драйверами PCIe/AHCI происходит по линиям PCIe, но поддерживается драйвером AHCI и обеспечивает более широкую обратную совместимость с программным обеспечением. При этом, обработка сопряжена с большими, чем при подключении по протоколу PCIe/NVMe задержками и, как следствие, с частичной потерей производительности.
Самое производительное решение — работа PCIe SSD с «родным» PCIe/NVMe драйвером обеспечивает и самые высокие скорости и минимально возможные задержки передачи данных.
Ключи
«Ключи» — перемычки в разъеме интерфейса и вырезы на плате M.2, предотвращающие ее неправильную установку. Благодаря ключам невозможно подключить плату «вверх ногами» и плату с «неправильным» интерфейсом.
M.2 допускает наличие одного или двух ключей на плате. Их расположение привязано к номерам контактов разъема и четко определено набором ключей. Каждый ключ в наборе имеет буквенную маркировку.
Вырезы расположены несимметрично относительно краев платы — это не позволяет вставить накопитель перевернутым.
Для SSD накопителей используются 2 ключа из набора — B и M.
«B» — вырез на месте 12-19 контактов, позволяет подключить накопитель с интерфейсом PCIe x2 / SATA / USB 2.0 / USB 3.0.
«M» — вырез на месте 59-66 контактов, позволяет подключить накопитель с интерфейсом PCIe x4 / SATA.
В соответствии с этим, SSD накопители с интерфейсом PCIe x2 или SATA имеют ключ «B» или двойной ключ «B+M» (чаще всего).
SSD накопители с интерфейсом PCIe x4 имеют ключ «M».
Установка
Установку M.2 SSD иллюстрирует следующий рисунок:
Порядок установки модуля M.2:
Извлеките модуль M.2 из защитной упаковки.
Сориентируйте модуль в соответствии с ключом интерфейсного разъема.
Вставьте ножевой разъем модуля в разъем интерфейса под углом.
Удерживая под углом примерно в 25 градусов введите модуль в разъем интерфейса до упора.
Прижмите модуль к крепежной втулке, зафиксируйте его положение винтом.
Особенности форм-факторов и их применение в конкретной системе рассматриваются в заметке Выбор NVMe SSD. Форм-фактор