Bevezető
A technológiai fejlődés egyre komolyabb tempóban gyorsul, így természetes, hogy újabbnál újabb szabványok és megoldások bevetésére van szükség ahhoz, hogy egy adott rendszer minden komponense kielégítő mértékű teljesítménynövekedést produkálhasson, és így az összteljesítmény is kellő mértékben növekedhessen.
A GPU-k teljesítménye például gőzerővel növekszik, de az adattárolók szegmensében is komoly gyorsulásnak lehettünk szemtanúi az elmúlt évek során. A háttértáraknál azonban az előrelépést akadályozta, hogy a SATA 6 Gbps-os csatolófelület már nem nyújtott elegendő sávszélességet a legújabb SSD-k kiszolgálásához, így új csatolók kifejlesztésére volt szükség. Noha a klasszikus PCI Express csatolófelület már ekkor is használható volt bővítőkártya formájában érkező SSD-k fogadására, ez mégsem jelentett megnyugtató megoldást, hisz az efféle lehetőség lényegében szinte csak az asztali számítógépeknél volt járható út, a mobil konfigurációknál nem.
Kellett hát valami, ami mind asztali, mind pedig mobil fronton képes a jelenlegi megoldások fölé nőni mind sokoldalúság, mind pedig sávszélesség terén, így az iparág két fontos csapata, a SATA-IO és a PCI-SIG összeült, hogy megalkossák a problémára a lehető legfrappánsabb megoldást, az NGFF (Next Generation Form Factor) névre keresztelt bővítőkártya-formátumot. Az NGFF névből a PCI-SIG kezdeményezésére később M.2 elnevezés lett, alkalmazása pedig nem csak az adattárolókra korlátozódik, bővítőkártyák is érkezhetnek M.2 formátummal.
Mivel M.2 fronton az újítások miatt első ránézésre elég nagynak tűnik a káosz, ezért úgy döntöttünk, rendet teszünk a témában és leírjuk, mit érdemes tudni, mert egyre jobban terjed a csatoló, szinte minden új alaplapon ott van. Ennek fényében lássuk, mit kell feltétlenül tudni az M.2 foglalatról, ami az aktuális tendenciák alapján minden bizonnyal hatalmas karrier előtt áll.
M.2 – Az alapok, fontos részletek
Az mSATA és a Mini PCI Express helyét az M.2 veszi át
Az eleinte NGFF néven emlegetett újdonság végül tehát az M.2 nevet kapta, és rögtön többféle változat is készült belőle. Az ezekbe való kártyák helytakarékosabbak mind a Mini PCI Express, mind pedig az mSATA foglalatba illő bővítőkártyáknál.
Az M.2 szabvány köré épülő bővítőkártyák esetében többféle interfész is elérhető, ugyanis az M.2 formátum többféle protokollt, illetve csatolót is támogat. A teljes lista:
• PCI Express (2.0,3.0; x2/x4)
• SATA (3 Gbps, 6 Gbps)
• USB (2.0/3.0)
• SDIO
• UART
• PCM / I2S
• I2C
• DisplayPort
A fenti szabványok esetében a jelenlegi legfrissebb változatok támogatása már megoldott, valamint a később érkező kiadások támogatása is bekerülhet a repertoárba – sőt, az M.2 csatoló funkcionalitása még bővülhet is, de ez már a jövő zenéje.
Az M.2-es slotban emiatt nem csak SSD kártyák, hanem WiFi és Bluetooth vezérlőt tartalmazó kártyák, WWAN kártyák, NFC és WiGig kártyák, valamint GloNASS és hibrid digitális rádió vételére alkalmas kártyák egyaránt helyet kaphatnak – hogy csak néhány példát említsünk.
Azt, hogy mely M.2-es bővítőkártya mely szabványokat támogatja, azt már a bevágások, azaz a keying alapján is lehet tudni, legalábbis nagyvonalakban. De ne is szaladjunk ennyire előre, előbb lássuk, egyáltalán milyen M.2 kártya- és csatolótípusok vannak.
Fizikai paraméterek
Egy M.2-es bővítőkártya alapvetően négyféle szempont szerint csoportosítható: szélesség, hossz, egy vagy kétoldalas felépítés, illetve a csatolón található bevágások helyzete.
A bevágásokat alapvetően keyingnek nevezik – ez határozza meg az adott bővítőkártya funkcióját, illetve a vele kompatibilis foglalatok körét. Egy adott bővítőkártyán egy vagy két bevágás lehet, viszont az adott M.2-es foglalat minden esetben csak egy bevágást tartalmaz, így esetenként olyan bővítőkártyát is bele lehet szerelni, amit a rendszer nem fog felismerni – ezért is fontos a kellő tájékozódás.
Egy-egy M.2-es kártya szélességét és hosszúságát a formátumánál megadott jelölés árulja el. Vegyük például az M.2 Type 2280-as jelölést, ami egy M.2-es formátumú, 22 milliméter széles és 80 milliméter hosszú bővítőkártyát takar. Ugyan SSD fronton többnyire 22 milliméter széles bővítőkártyák formájában lehet kereskedelmi forgalomban megvásárolni a különböző újdonságokat, mégis érdemes áttekinteni, milyen szélességi és hosszúsági opciók állnak rendelkezésre M.2 fronton, illetve ezeket mely területeken alkalmazzák.
•Szélesség: 12 mm, 16 mm, 22 mm és 30 mm
•Hosszúság: 16 mm, 26 mm, 30 mm, 38 mm, 42 mm, 60 mm, 80 mm és 110 mm
Mint látható, elég változatos lehet a felhozatal. Most pedig következzenek az alkalmazási területek. Itt már a szabványos nevezéktan szerint tálaljuk a méreteket, vagyis az első két szám a szélességet, az utolsó kettő pedig a hosszúságot jelöli.
Az "A", "E" és "A+E" típusú M.2-es bővítőkártyák rendszerint komplett konfigurációk, azaz asztali számítógépek és noteszgépek részeként érkeznek, így ezekkel külön bővítőkártyaként egyelőre nem igazán találkozhat egy átlagfelhasználó az üzletek polcain.
A "B", "M" és "B+M" típusú megoldások már szerencsére elkezdtek terjedni, valamint az őket fogadó alaplapi foglalatok is egyre több új terméken tűnnek fel, így a piac – ha lassan is, de – elkezdte alkalmazni az új szabványt. Bár az otthoni felhasználókat egyelőre nem érinti, de érdemes lehet tudni, hogy a magassága is többféle lehet egy ilyen kártyának.
A következő oldalon már kifejezetten az SSD bővítőkártyákkal foglalkozunk, mert megvásárolni ezeket lehet, és érdemes is, vagy legalábbis az lesz, ha a PCI-E változatok ára csökken valamelyest.
M.2 – Az SSD-k szemszögéből
M.2 foglalat az SSD-k szemszögéből nézve
SSD fronton tehát háromféle M.2-es bővítőkártya létezik, de ezek közül leginkább csak kétféle van forgalomban (M és B+M), az alaplapi foglalatok azonban minden esetben csak egy bevágást tartalmaznak. Ám attól, hogy az adott M.2-es kártya még illik a foglalatba, abszolút nem biztos, hogy kezeli is a rendszer – mindjárt elmondjuk, miért.
Az SSD kártyák piacán 22 milliméter széles bővítőkártyákkal találkozhatunk, amelyek 42, 60, 80 vagy 110 milliméter hosszúak lehetnek. A különböző alaplapok 80 milliméteres hosszúságig rendszerint támogatni szokták az M.2-es SSD-ket, de a biztonság érdekében ezt érdemes vásárlás előtt ellenőrizni, nehogy kellemetlen meglepetésben legyen részünk. A különböző hosszúságú SSD kártyákhoz alaplapi távtartó passzol, amihez a mellékelt csavarral rögzíthető a helyére szerelt kártya. A távtartót rendszerint a leghosszabb támogatott M.2-es kártya furatához igazítják, így ennél rövidebb kártya esetén nem csak a rögzítő csavart, de a távtartót is át kell pozícionálni.
Az M.2-es SSD-k alapvetően kétféle nagy csoportra bonthatóak: SATA alapúak és PCIe alapúak. Előbbiek B+M típusú, azaz két bevágással ellátott kártya formájában érkeznek, míg utóbbiak csak egy M típusú bevágással rendelkeznek. Azt, hogy az adott alaplap mely megoldásokat támogatja, a felhasználói kézikönyvből deríthetjük ki.
A B+M típusú, azaz SATA csatolót használó termékek SATA 6 Gbps-os kapcsolaton keresztül, AHCI támogatás mellett üzemelnek, így ugyanakkora, azaz 600 MB/s-os elméleti maximális adatátviteli sávszélességgel gazdálkodhatnak, mint a tradicionális 2,5 hüvelykes SATA6 Gbps-os SSD-k, vagy éppen az mSATA 6 Gbps-os SSD-k, amelyek helyére érkeztek. SATA kapcsolatot használó M.2-es SSD kártyánál rendszerint az alaplap egyik fizikai SATA vagy SATA Express portját irányítja át a rendszer az M.2-es SSD-hez, így az a port letiltásra kerül – ennek pontos részletei mindig az adott alaplap felhasználói kézikönyvében találhatóak.
Az M típusú M.2-es bővítőkártyák már PCIe alapon kommunikálnak az adott rendszerrel, méghozzá maximum x4-es sávszélesség mellett. Az első generációs megoldások, amelyek a Z97-es és X99-es alaplapokon foglaltak helyet, még PCIe 2.0 x2-es vagy x4-es csatolót használtak, azaz 1 GB/s-os (10 Gbps-os) vagy 2 GB/s-os (20 Gbps-os) adatátviteli sávszélességgel gazdálkodhattak, ezzel szemben újabb társaik – amelyek szélesebb körben a Z170-es alaplapokon érhetőek el – már PCIe 3.0 x4 sávszélességgel dolgozhatnak, ami 4 GB/s-os elméleti maximális tempót kínál. Utóbbiakat szokás Ultra M.2 foglalatként is emlegetni. Hogy az adott alaplapon éppen milyen foglalat van? Ez is a felhasználói kézikönyvből derül ki teljes bizonyossággal (vagy jobb esetben az alaplap honlapjának már a specifikációs részén, és akkor nem kell a kézikönyvet letölteni).
Az M típusú M.2-es SSD meghajtók esetében némileg bonyolítja a tájékozódást, hogy ezeket is további két csoportra lehet osztani. A szélesebb körben elterjedt megoldások még az AHCI protokollt alkalmazzák, ami a HDD korszak igényeihez mérten készült, így nem túl hatékony a PCIe alapú SSD meghajtók esetében. A másik tábor az NVMe protokollra támaszkodik, ami már kifejezetten a következő generációs adattárolók igényeihez igazodik, igaz, NVMe alapú SSD kártyákból egyelőre nincs túl sok, de a helyzet a jövőben remélhetőleg alaposan megváltozik majd, hisz sok gyártó jelentett be ilyen újdonságokat.
Tesztalanyok, tesztkonfiguráció
Az M.2 szabvány bemutatása mellett úgy gondoltuk, hasznos lehet, ha kipróbálunk egy SATA 6 Gbps-os módban üzemelő M.2-es SSD kártyát, valamint egy PCIe módban működő példány teljesítményét is mellé tesszük – igaz, utóbbi AHCI protokollt használ, nem NVMe-t, de így is sokkal nagyobb sebesség elérésére lehet képes.
A tesztalanyokat a Kingston kínálatából választottuk ki: az egyik az M.2 SATA sorozat 240 GB-os tagja, a másik pedig a HyperX Predator család 240 GB-os példánya. Előbbi B+M típusú M.2-es bővítőkártya formájában érkezik, míg utóbbi már egy M típusú M.2-es SSD.
A termékek legfontosabb tulajdonságait az alábbi táblázat tartalmazza.
Ahogy az a fentiekből is látható, papíron azért találhatunk egy-két indokot a hatalmas árkülönbségre, ami a SATA-s és a PCI-E-s változat között van. Utóbbi olvasási sebessége magasan az előbbié felett lehet.
Tesztkonfiguráció
A tesztben szereplő SSD meghajtók az elérhető legfrissebb firmware-t alkalmazták, a tesztrendszeren pedig a legfrissebb driverek, illetve minden frissítéssel ellátott operációs rendszer dolgozott. A konfiguráció az alábbi komponensekből állt:
• Alaplap: Gigabyte Z97-D3H rev 1.1
• Processzor: Core i3-4160
• Rendszermemória: 2 x 4 GB Kingston HyperX Fury DDR3-1866 MHz
• Adattárolás:
- Western Digital Caviar Black 500 GB (SATA 6 Gbps; 7200 RPM)
– Kingston M.2 SATA 240 GB
– HyperX Predator 240 GB (M2-es és PCIe adapterkártyás)
• Tápegység: Cooler Master V850
• Számítógépház: Cooler Master Test Bench
• Processzorhűtő: Gyári Intel CPU hűtő
• Operációs rendszer: Windows 8.1 Pro x64
Megjegyzés: A tesztgép alaplapja a manapság elterjedt PCI-E 2.0 x2-es foglalatot tartalmazta, ami korlátozza valamennyire a Predator sebességét. A méréseket ezért elvégeztük egy x4-es bővítőkártyával is (a Z170-es alaplapok nagy részén egyébként x4-es foglalat van).
Néhány apró teszt
Szintetikus tesztek
Szokásos tesztprogramjaink legfrissebb kiadásainak felhasználásával megnéztük, milyen teljesítményt nyújt az előző oldalon említett két SSD. Nem is szaporítjuk a szót, jöjjenek inkább a beszédes diagramok!
Az Anvil's Storage Utilities névre keresztelt tesztprogram 0-Fill módban meglehetősen fura eredményeket mutatott, ugyanis az M.2 SATA SSD 4K-s fájlműveletek alkalmával gyorsabb volt a HyperX Predatornál, de 100% Incompressible mód esetén már helyreállt a papírforma.
AS-SSD alatt inkább a fájlmásolást szimuláló tesztek mutatták meg, milyen teljesítménykülönbség mutatkozik a kétféle M.2-es SSD meghajtó között – a HyperX Predator előnye látványos és figyelemreméltó. Ez azon ritka tesztek egyike, ahol nagyon szépen látszanak a különbségek. Már a manapság elterjedt x2-es M.2-es slotban is villámgyors a kártya, de ha megkapja a sávszélességet, amire szüksége van, akkor igazán szépen muzsikál. A Game tesztben felmutatott négyszeres sebesség például elég impozáns.
ATTO DiskMark alatt remekül szemléltethető a HyperX Predator lényegesen magasabb olvasási sávszélessége, ám a 4K-s teljesítmény már közel sem ennyire szép...
A Crystal DiskBenchMark hasonló eredményeket mutatott: a 4K-s írási- és olvasási tempó ennél a tesztnél sem mutat valami fényes képet a HyperX Predator képességeiről. Ezek után kíváncsian várjuk, fájlmásolás alkalmával mekkora előnyhöz jut a PCIe AHCI alapú HyperX Predator a SATA 6 Gbps-os AHCI alapú M.2 SATA kártyához képest.
Fájlmásolással kapcsolatos tesztek
A szintetikus tesztek mellett néhány "real world" tesztet is lefuttattunk, igaz, ezúttal csak a fájlmásolással kapcsolatos feladatokra koncentráltunk, hisz a fentebb látottak alapján e területen lehet tetten érni a legnagyobb teljesítménykülönbségeket.
A kisebb érték a jobb
Fájlmásolgatás alkalmával főleg SSD-n belül végzett teszteknél mutatkozott nagyobb teljesítménykülönbség a két termék között, ám akkor, amikor a RAMDISK szolgált forrásként vagy célként, már sokkal kisebb előnye volt a HyperX Predatornak. A jelek szerint főleg a nagyobb fájlokkal való műveletek fekszenek jobban a HyperX Predatornak, valamint azok a feladatok, ahol a nagy olvasási tempóban rejlő lehetőségek kiaknázhatóak.
Összefoglaló
Az M.2-es bővítőhely kétségtelenül a jövőt képviseli, hiszen rettentően sokoldalú. A csatolófelület bővítőkártyától függően többféle interfészt is támogat, sőt, amennyiben ezek fejlődnek, úgy az M.2-es slot is ütősebbé válik – például a PCIe 4.0-s szabvány érkezésével.
Szerencsére egyre több gyártó rukkol elő M.2-es SSD kártyáival, így egyre gazdagabb kínálatból választhatjuk ki a legmegfelelőbb modellt. A SATA és a PCIe alapú megoldások között látványos különbségek vannak, még a számára nem túl ideális környezetben (x2-es foglalat) is nagyon jól teljesített a HyperX Predator, de amint áthelyeztük egy x4-es bővítőkártyába, igazán megtáltosodott. Ettől függetlenül a sebességkülönbségek nem feltétlenül indokolják azt az árkülönbséget, ami a SATA-s és a PCIe-s kártya között van (42 000 forint vs. 70 000 forint).
E két SSD gyorstesztje alapján felelőtlenség lenne általánosítást megfogalmazni a piac egészére nézve, ám összességében azért elmondhatjuk, hogy az igazi áttörést nem a jelenlegi generációs, AHCI protokollt használó PCIe alapú M.2-es SSD meghajtóktól kell várni, hanem utódaiktól, amelyek már NVMe protokollt alkalmaznak. Az NVMe jóvoltából növekszik a teljesítmény, hiszen alacsonyabb az overhead, valamint ez a protokoll egyéb tekintetben is jobban idomul a NAND Flash alapú adattárolók igényeihez, így a rá támaszkodó termékek sokkal látványosabb előrelépésre lesznek képesek SATA alapú társaikhoz képest (bár mint látható, olvasásban most sem kell félteni őket).
Noteszgépekben és kompakt asztali számítógépekben már most is van létjogosultságuk az M.2-es bővítőkártyáknak, hiszen jóval kompaktabbak, mint mPCIe vagy mSATA formátumú társaik, de asztali PC-k frontján is egyre vállalhatóbb alternatívának tűnnek, igaz, a gyorsabb példányok még borsos árcédulával kerülnek az üzletek polcaira.
A látottak alapján átlagfelhasználói fronton érdemes egy minőségi 2,5 hüvelykes SATA 6 Gbps-os SSD mellett letenni a voksot, főleg, ha az alaplapunkon nincs is M.2-es slot – ha van, akkor a költséghatékonyság alapján érdemes M.2-es vagy 2,5 hüvelykes SATA 6 Gbps-os adattárolót választani.
M.2-es SSD meghajtó vásárlása esetén feltétlenül ellenőrizzük, hogy a kiszemelt alaplap milyen támogatással rendelkezik mind sávszélesség, mind pedig kártyahossz terén – ezzel sok bosszúságtól kímélhetjük meg magunkat, hisz egy PCIe 2.0 x2-es slothoz nem feltétlenül érdemes PCIe 2.0 x4-es M.2-es SSD-t vásárolni, ahogy az tesztünkből is kiderült. Ilyen esetben érdemes normál PCIe 2.0 x4 slotba passzoló adapteren keresztül használni az M.2-es SSD-t – igaz, ez 10E forintos felárat jelent a sima M.2-es változathoz képest (a Predator esetében).
Az utóbbi években óriási árcsökkenés látható SSD fronton, és ez kihatással lesz az M.2-es piacra is, így valószínűleg nem kell sokat várni arra, hogy normálisabb árú PCIe-s példányok is felbukkanjanak, amik a sebességüknek hála például nagyon jó rendszerháttértárak lehetnek.
