SSD M2 — как выбрать накопитель (тонкости с SATA и PCI-E, 2242, 2260, 2280, и ключами)

Схемотехника питания материнких плат

На все материнские платы подается постоянное напряжение, которое должно обеспечивать стабильность питания всех узлов материнской платы. Питание подается следующих номиналов: ±12, ±5 и +3,3В. При этом, по каждому каналу напряжений должен обеспечиваться соответствующий необходимый потребляемый ток.

Наибольший ток потребляется процессором и подается на видеокарту через слот AGP или PCI — Express и через дополнительные разъемы питания на ней. Для стабильности работы всех узлов материнской платы (процессора, слотов памяти, чипсета) необходимо обеспечить стабильность питания, подаваемого на плату, а также преобразовать подаваемые номиналы в необходимые на данном компоненте платы.

Применение VRM

На плате находится разъём для подключения питания, на сегодняшний день стандарт предусматривает установку минимум двух разъемов – 24-контактного ATX и 4-контактного ATX12V для дополнительной линии 12В. Иногда производители материнских плат устанавливают 8-контактный EPS12V вместо ATX12V, через него можно подвести две линии 12В. Питание, подаваемое блоком питания, проходит преобразование, стабилизацию и фильтрацию с помощью силовых полевых транзисторов ( MOSFET , «мосфетов»), дросселей и конденсаторов, составляющих VRM (Voltage Regulation Module, модуль регулирования напряжения). Питание процессора и чипсета осуществляется одним VRM, питание модулей памяти – чаще всего другим. Дополнительно для стабилизации питания, подаваемого через разъёмы PCI Express, иногда устанавливаются стандартные разъёмы Molex.

VRM разработан для того, чтобы существующие системные платы могли поддерживать несколько типов процессоров, а также те, которые появятся в будущем. Ведь каждый процессор имеет свое напряжение питания. При установке процессора в материнскую плату по соответствующим контактам VID (4 или 6 штук) тот определяет модель установленного процессора и подает на его кристалл (ядро) соответствующее напряжение питания. Фактически, комбинация 0 и 1 на выводах VID задает 4 или 6-битный код, по которому VRM «узнает» о модели процессора.

Для примера рассмотрим питание ядер процессоров модели Intel Core 2 Extreme (Conroe, техпроцесс, 65 нм, частота 2,93 ГГц, 4 Мбайт L2).

Для этого процессора значение VID находится в диапазоне 0,85–1,36525 В, максимальный ток для верхней модели E6800 может достигать величины 90 А, для остальных, представленных моделями E6300, Е6400, Е6600, Е6700, — 75 А. VRM для процессоров Intel Core 2 Duo должен удовлетворять спецификации 11.0.

Существует два типа регуляторов: линейный и импульсный. Применявшийся в более старых платах линейный регулятор напряжения представлял собой микросхему, понижающую напряжение за счет рассеяния его избытка в виде тепла. С уменьшением требуемого напряжения росла тепловая мощность, рассеиваемая такими регуляторами, поэтому они снабжались массивными радиаторами, по которым их легко было найти на материнской плате. При установке в материнскую плату процессора, потребляющего большую мощность, регулятор (а с ним и материнская плата) мог выйти из строя из-за перегрева. Поэтому в современных материнских платах применяется импульсный регулятор, содержащий сглаживающий фильтр низких частот, на который подается последовательность коротких импульсов полного напряжения.

Импульсный стабилизатор содержит реактивно-индуктивный LC-фильтр, на который короткими импульсами подается полное напряжение питания, и за счет инерции емкости и индуктивности выравнивается до требуемой величины, причем бесполезных потерь энергии практически не происходит. Стабильность напряжения поддерживается путем управления частотой и шириной импульсов (широтно-импульсная модуляция, ШИМ). При широтно-импульсной модуляции в качестве несущего колебания используется периодическая последовательность прямоугольных импульсов, а информационным параметром, связанным с дискретным модулирующим сигналом, является длительность этих импульсов. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов одинаковой длительности имеет постоянную составляющую, обратно пропорциональную скважности импульсов, то есть прямо пропорциональную их длительности. Пропустив импульсы через ФНЧ с частотой среза, значительно меньшей, чем частота следования импульсов, эту постоянную составляющую можно легко выделить, получив стабильное постоянное напряжение.

Применение импульсных стабилизаторов позволяет значительно сократить тепловыделение, однако создает дополнительный источник помех, который может влиять на работу видео- и звуковых адаптеров.

За счет инерционности фильтра импульсы сглаживаются в требуемое постоянное напряжение. КПД такого преобразователя весьма высок, поэтому паразитного нагрева почти не происходит. Узнать импульсный регулятор напряжения на плате можно по катушкам индуктивности. Во всех новых платах применяется многоканальный (многофазный) преобразователь напряжения, который понижает напряжение питания до необходимых 0,8—1,7 В на ядре процессора (в зависимости от модели).

Трехканальный VRM на плате K8NS (Socket-939)

Трехканальный VRM на плате K8NS (Socket-939)

Таким образом, VRM – это по сути ШИМ-регулятор на микросхеме с преобразователями на MOSFET и фильтром. Как правило, напряжение на системной плате выше, чем на ядре процессора.

Традиционно основные регуляторы напряжения расположены вокруг процессорного разъема. Учитывая высокие значения потребляемых токов, они создаются многоканальными (многофазными). Обычно их число три-четыре, но на топовых платах их число может достигать 8. Отказ от одноканального питания снижает нагрузку на регулирующие транзисторы. С целью улучшения температурных режимов их работы, а также повышения надежности, силовые транзисторы нередко снабжаются средствами охлаждения (радиаторами).

В дополнение к многоканальному VRM, индивидуальными системами энергопитания снабжены цепи видеоадаптера и модулей оперативной памяти. Они обеспечивают необходимые уровни напряжений и токов, а также снижают взаимное влияние, передаваемое по силовым шинам.

Большое количество вентиляторов, сосредоточенных в небольшом объеме, создает сравнительно высокий уровень акустического шума. Уменьшить его можно специальным дизайном материнских плат, предусматривающим использование решений на основе тепловых трубок (heat pipe).

В качестве примера можно привести плату Gigabyte GA-965P-DQ6. На ней радиаторы, установленные на обеих микросхемах чипсета, соединены несколькими тепловыми трубками с радиаторами, установленными на силовых транзисторах VRM.

Такое решение обеспечивает эффективное перераспределение тепловых потоков между несколькими радиаторами. В результате выравниваются температуры элементов, работающих в ключевых режимах, являющихся источниками неравномерного нагрева, как в пространстве, так и во времени. Охлаждению же всей конструкции способствует общий дизайн, предусматривающий использование воздушных потоков, порождаемых вентиляторами процессора и кулера.

Оценивая эффективность данного решения, необходимо отметить, что еще одним фактором, способствующим уменьшению тепловой и электрической нагрузок на транзисторы VRM, является реализация большого количества каналов (фаз) питания. Например, в архитектуре указанной платы их двенадцать. Столь большое количество каналов существенно упрощает конструкцию VRM, улучшает развязку по линиям питания, уменьшает электрические помехи и увеличивает устойчивость работы компьютерных подсистем. Кроме того, описанная конструкция с пассивными кулерами, аналог которой активно используется, кстати, в бесшумных моделях видеоадаптеров этого же производителя, уменьшает акустический шум и от материнской платы.

Конструкция регулятора напряжения позволяет подавать на него 5 или 12 В (на выходе – напряжение питания процессора). В системе в основном используется напряжение 5 В, но многие компоненты в настоящее время переходят на 12 В, что связано с их энергопотреблением. Кроме того, напряжение 12 В используется, как правило, приводным электродвигателем, а все другие устройства потребляют напряжение 5 В. Величина напряжения, потребляемого VRM (5 или 12 В), зависит от параметров используемой системной платы или конструкции регулятора. Современные интегральные схемы регуляторов напряжения предназначены для работы при входном напряжении от 4 до 36 В, поэтому их конфигурация всецело зависит от разработчика системной платы.

Как правило, в системных платах, предназначенных для процессоров Pentium III и Athlon/Duron, использовались 5-вольтные регуляторы напряжения. В последние годы возникла тенденция к переходу на регуляторы, потребляющие напряжение 12 В. Это связано с тем, что использование более высокого напряжения позволяет значительно уменьшить текущую нагрузку. Например, если использовать тот же 65-ваттный процессор AMD Athlon с рабочей частотой 1 ГГц, можно получить несколько уровней нагрузки при различных величинах потребляемого напряжения

При использовании напряжения 12 В сила потребляемого тока достигает только 5,4 А или, с учетом 75% эффективности регулятора напряжения, 7,2 А. Таким образом, модификация схемы VRM системной платы, позволяющая использовать напряжение 12 В, представляется достаточно простой. К сожалению, стандартный блок питания ATX 2.03 содержит в основном силовом разъеме только один вывод +12 В. Дополнительный разъем вообще не содержит выводов +12 В, поэтому толку от него немного. Подача тока силой 8 А и более на системную плату, осуществляемая при напряжении +12 В через стандартный провод, может привести к повреждению разъема.

Для повышения энергообеспечения системных плат в Intel была создана новая спецификация блоков питания ATX12V. Результатом этого стал новый силовой разъем, предназначенный для подачи дополнительного напряжения +12 В на системную плату.

В плате ASUS P5B-E Plus, основанной на чипсете Intel P965 Express, VRM используется 4-канальный, а значит, более приспособленный к надежной поддержке мощных (или сильно разогнанных) процессоров. Дизайном предусмотрено охлаждение половины из ключевых транзисторов, но на данной модели радиатор не установлен. Разъем подачи питания на VRM сделан 8-контактным, чтобы уменьшить вдвое ток, проходящий по линиям +12 В. Впрочем, если у вашего блока питания нет такого разъема, можно подключить плату и через 4-контактный разъем.

Питание процессора и чипсета осуществляется одним VRM, питание модулей памяти и видеоадаптера – чаще всего другими. Это обеспечивает необходимые уровни напряжений и токов, отсутствие просадок по питанию, а также снижает взаимное влияние, передаваемое по силовым шинам.

Схемотехника стабилизаторов питания

Практически все современные стабилизаторы строятся на базе того или иного интегрированного ШИМ-контроллера (PWM) — довольно сложной микросхемы с кучей выводов по краям. Одна группа выводов «заведует» выходным напряжением, которое выбирается комбинацией логических «1» и «0», подаваемых на эти ноги. В зависимости от конструктивной реализации эти выводы могут либо сразу идти на перемычки или быть мультиплексированы еще с чем-то другим.

Пару слов о ключевых элементах. Стабилизатор может быть собран либо на двух n-канальных МОП-транзисторах, в этом случае сток (drain) одного транзистора соединен в точке выхода (Vout) с истоком (source) другого. Оставшийся исток идет на массу, а сток — на стабилизируемое напряжение. Это облегчает поиск делителей на неизвестных микросхемах. Находим два мощных транзистора, смотрим — где они соединяются (там еще дроссель будет) и ищем резистор, ведущий к той же точке. Если с другим концом резистора соединен резистор, идущий на массу — делитель найден!

Большинство схем построено именно по такому принципу, однако вместо второго транзистора может использоваться и диод. Внешне он похож на транзистор, только на нем (как правило) написано MOSPEC, а два крайних вывода замкнуты накоротко. Такая схема проще в исполнении, содержит меньше деталей, однако за счет падения на прядения на n-p переходе (~0,6 В) снижается КПД и увеличивается рассеиваемая тепловая мощность, то есть, попросту говоря, нагрев.

В одних случаях каждый узел питается своим собственным стабилизатором (и вся плата тогда в стабилизаторах), в других — производители путем хитроумных извращений запитывают несколько узлов от одного стабилизатора. В частности, на ASUS P5AD2/P5GD2 один и тот же стабилизатор питает и северный мост, и память, используя кремниевый диод для зарядки обвязывающего конденсатора до нужного напряжения. Поэтому напряжение на выходе стабилизатора будет отличаться от напряжения на чипсете. Увеличивая напряжение на памяти, мы неизбежно увеличиваем напряжение и чипсете, спалить который гораздо страшнее, да и греется он сильно.

Стабилизатор может собираться и на операционном усилителе, и на преобразователе постоянного тока или даже на микроконтроллере. Усилители/преобразователи обычно имеют прямоугольный корпус и небольшое количество ног (порядка 8), а рядом с ними расположены электролитические конденсаторы, дроссели и мощные ключевые транзисторы, иногда подключаемые к микросхеме напрямую, иногда — через дополнительный крохотный транзистор. Микроконтроллеры — это такие небольшие микросхемы в прямоугольном корпусе с кучей ног (от 16 и больше), рядом с которым торчат конденсаторы/дроссели/транзисторы (впрочем, на дешевых платах дроссели часто выкидывают, а количество конденсаторов сводят к минимуму, оставляя в нераспаянных элементах букву L).

Как выделить стабилизаторы среди прочих микросхем? Проще всего действовать так: выписываем маркировку всех мелких тараканов и лезем в сеть за datasheet’ами, в которых указывается их назначение и, как правило, типовая схема включения, на которой где-то должен быть делитель, подключенный к одному из выводов. Делитель — это два резистора, один из которых всегда подключен к выходу стабилизатора (Vout), а другой — к массе (GROUND или, сокращенно, GND). Выход найти легко, во-первых — вольтметром, во-вторых — чаще всего он расположен в точке соединения двух ключевых транзисторов от которой отходит дроссель (если он есть).

Изменяя сопротивление резисторов делителя, мы пропорционально изменяем и выходное напряжение стабилизатора. Уменьшение сопротивление резистора, подключенного в массе, вызывает увеличение выходного напряжения и наоборот. «Выходной» резистор при уменьшении своего сопротивления уменьшает выходное напряжение.

Читать статью  Как включить компьютер без кнопки - Все для настройки и ремонта компьютеров - Статьи

Современные мощные ключевые транзисторы IGBT, MOSFET имеют довольно высокую емкость затвора (>100 пФ) которая не позволяет «быстро» (десятки кГц) переключать ключевой транзистор. Поэтому для быстрого заряда/разряда емкости затвора применяются спец. схемы или готовые ИМС, называемые «драйверами» которые обеспечивают быстрый перезаряд емкости затвора. В нашем случае, драйвером могут быть как сами микросхемы ШИМ-контроллеров, так и внешние каскады — внешние драйверы (обычно в многофазных преобразователях). Формально любой управляющий (например, предоконечный) каскад может быть драйвером.

Микросхема VRM на платах Gigabyte

Микросхема VRM на платах Gigabyte

На картинке выше представлен новый подход с исполнению ШИМ: вместо 3 микросхем — драйвера и двух мосфетов используется одна интегральная микросхема, включающая в себя все эти компоненты. Такие микросхемы с некоторых пор стали использоваться на дорогих платах Gigabyte и других ведущих производителей.

Дизайн подобных решений разработан и расписан в спецификации Intel DrMOS V4.0, которая описывает требования к драйверам по питанию Intel CPU.

Именно в этой спецификации приведены все основные типовые сигналы для такой микросхемы:

Basic Input-Output Signal Definition for a typical DrMOS

Basic Input-Output Signal Definition for a typical DrMOS

Микросхемы памяти в зависимости от своих конструктивных особенностей могут требовать большего или меньшего количества питающих напряжений. Как минимум, необходимо запитать ядро — VDD. Вслед за ним идут входные буфера VDDQ, напряжение питания которых не должно превышать напряжения ядра и обычно равно ему. Термирующие (VTT) и референсные (Vref) напряжения равны половине VDDQ. (Некоторые микросхемы имеют встроенные термирующие цепи и подавать на них VTT не нужно).

Теперь посмотрим на двухфазную схему питания DrMOS на примере платы MSI:

Применяемые микросхемы

Рассмотрим старую добрую ASUS P4800-E на базе чипсета i865PE. Внимательно рассматривая плату, выделяем все микросхемы с не очень большим количеством ног. Возле северного моста мы видим кварц, а рядом с ним — серый прямоугольник ICS CA332435. Это — клокер, то есть тактовый генератор. Процессор, как обычно, окружен кучей конденсаторов, дросселей и других элементов, выдающих близость стабилизатора питания. Остается только найти ШИМ-контроллер, управляющий стабилизатором. Маленькая микросхема с надписью ADP3180 фирмы Analog Devices. Согласно спецификации (http://www.digchip.com/datasheets/download_datasheet.php?id=121932&part-number=ADP3180) это 6-битный программируемый 2-, 3-, 4-фазный контроллер, разработанный специально для питания Pentium-4. Процессор Pentium 4 жрет слишком большой ток и для поддержания напряжения в норме основному контроллеру требуется три вспомогательных стабилизатора ADP3418. Китайцы славятся своим мастерством собирать устройства с минимумом запчастей, но наш ASUS не принадлежит к числу пройдох и все детали присутствуют на плате — такие маленькие квадратные микросхемы, затерявшиеся среди дросселей и ключевых транзисторов.

Комбинация логических уровней на первых четырех ногах основного контроллера задает выходное напряжение (грубо), точная подстройка которого осуществляется резистором, подключенным к 9 выводу (FB). Чем меньше сопротивление — тем ниже напряжение и наоборот. Следовательно, мы должны выпаять резистор с платы и включить в разрыв цепи дополнительный резистор. Тогда мы сможем не только повысить напряжение сверх предельно допустимого, но и плавно его изменять, что очень хорошо!

Материнская плата ASUS P5K-E/WiFi-AP оснащена 8-фазным стабилизатором питания, собранным на дросселях с ферромагнитным сердечником и транзисторах MOSFET NIKOS P0903BDG (25 В, 9,5 мОм, 50 А) и SSM85T03GH (30 В; 6 мОм; 75 А). Четыре канала стабилизатора питания накрыты радиатором, который по большому счету служит для охлаждения северного моста, от которого тепло передается по тепловой трубке.

У ASUS фирменная микросхема управления питанием называется EPU (Energy Processing Unit):

Контроллер EPU на платах ASUS

Контроллер EPU на платах ASUS

Из картинки выше понятно, что микросхема EPU не только генерирует правильное напряжение питания ядра процессора Vcore согласно сигналам VID, но также и общается с чипсетом по шине SM Bus, позволяя через управляющие сигналы такового генератора задавать частоту процессора согласно текущему профилю энергопотребления.

А вот фотография уникальной платы Gigabyte с 10-канальный VRM, который они называли фирменным термином PowerMOS! В нем используется микросхемы фирмы International Rectifier (IR) IR3550, каждая из которых в себя включает мощный синхронный драйвер затвора, упакованный в одном корпусе с управляющим MOSFET и синхронным MOSFET с диодом Шоттки. Максимальный ток — 60 А. Эта микросхема походит как для управления питанием мощных CPU, так и GPU, и многоканальных контроллеров памяти. Эта микросхема, как и аналогичные удовлетворяет спецификации Intel DrMOS V4.0.

Типовая схема включения IR3550 выглядит следующим образом:

Сигналы микросхемы IR3550 Типовая схема включения IR3550

Из картинки поднятно, что напряжение питания самой микросхемы Vcc от 4,5 до 7 V (подается с шины 5V), а выходнйо каскад — Vout.

Если вам пробуется найти схему включения любой микросхему. то это легко сделать в интернете по названию микросхемы и слову datasheet.

DrMOS также поддерживается компаниями MSI, Asrock и некоторыми другими. Более бюджетные производители по прежнему используют стандартный дизайн — отдельная микросхема ШИМ-контроллера и набор силовых мосфетов. Например, на свежей плате ECS X79R-AX на чипсете Intel X79 Express используется VRM-контроллер Intersil ISL6366 для управления 6+1 фазным питанием:

VRM контроллер ISL6366

VRM контроллер ISL6366

Из документации микросхема ISL6366 подддерживает стандарт Intel VR12/IMVP7 и имеет два выхода: одна на 6 фаз питания ядра или памяти, второй — на одну дополнительную фазу питания графики, микросхем мониторинга и отдельно линий I/O процессора. Более того, она имеет встроенные функции термомониторинга и термокмопенсации. Также микросхема непрерывно мониторит выходной ток через отдельный резистор и подстраивает напряжение питания. Сама микросхема используется в паре с драйверами ISL6627, подключаемыми к транзисторам:

Typical Application: 6-Phase Coupled-Inductor VR and 1-Phase VR 6+1 фаз питания платы ECS

По фото видно, что транзисторы здесь тоже упакованы в микросхемы, поэтому занимают очень мало место.

Кроме Analog Devices (микросхемы ADP), ШИМ-контроллеры VRM выпускают также Fairchild Semiconductor (FAN), International Rectifier (IR), Intersil (ISL) — очень популярны, Maxim (MAX), ON Semiconductor (NCP), Semtech (SC), STMicroelectronics (L), Analog Integrarion Corp. (AIC, нарисована корона), Richtek (RT) , количество контактов — от 16 до 24 pin.

На данный момент выпускают 33 модели микросхем, поддерживающие спецификацию VRM 10.1 и только 5 микросхем с поддержкой стандарта VRM 11.0.:

  • ON Semiconductor NCP5381MNR2G — 2/3/4 Phase Buck Controller for VR10 and VR11 Pentium IV Processor Applications
  • STMicroelectronics L6714 — 4-Phase Controller with Embedded Drivers for Intel VR10, VR11 and AMD 6-Bit CPUs
  • Intersil ISL6312CRZ — Four-Phase Buck PWM Controller with Integrated MOSFET Drivers for Intel VR10, VR11, and AMD Applications
  • Intersil ISL6312IRZ — Four-Phase Buck PWM Controller with Integrated MOSFET Drivers for Intel VR10, VR11, and AMD Applications
  • STMicroelectronics L6713A — 2/3-Phase Controller with Embedded Drivers for Intel VR10, VR11 and AMD 6-Bit CPUs

Как видно, многие, но далеко не все из этих микросхем импульсных регуляторов имеют 4 фазы стабилизации.

Питание памяти

В окрестностях DIMM-слот быстро обнаруживается несколько ключевых транзисторов, электролитических конденсатора и всего одна микросхема с маркировкой LM 358. Такую микросхему производят все кому только не лень: Fairchild Semiconductor, Philips, ST Microelectronics, Texas Instruments, National Semiconductor и другие.

Это типичный операционный усилитель, причем — двойной. Распиновка приведена на здесь, а схема типового включения — тут, из которой все становится ясно и типовая схема включения уже не нужна. Нужный нам резистор подключен к выходу операционного усилителя (ноги 1 и 7). Да не введет нас в заблуждение делитель на отрицательном входе. Он не имеет обратной связи по стабилизируемому напряжению и потому нас не интересует.

Смотрим на плату — 7-я нога зашунтирована через конденсатор и дальше никуда не идет, а вот за 1-й тянется дорожка печатного проводника. Значит, это и есть тот вывод, который нам нужен! Чтобы увеличить напряжение на памяти, необходимо включить в разрыв между 1-й ногой и резистором RF дополнительный резистор. Чем больше его сопротивление — тем выше выходное напряжение. Как вариант, можно подпаять между 2-й и 4-й ногами свой резистор (4-я нога — масса), чем меньше его сопротивление — тем выше напряжение и ничего разрывать не придется.

Для контроля напряжения можно использовать либо встроенную систему мониторинга напряжения (если она есть), либо мультиметр. Мультиметр надежнее и ему больше веры, встроенный мониторинг — удобнее, тем более что контролировать напряжение после вольтмода приходится постоянно. На холостых оборотах оно одно, под нагрузкой — другое. Весь вопрос в том, куда его подключать? Один из контактов — на массу, другой — на точку соединения двух ключевых транзисторов или транзистора с диодом. Если найти точку соединения не удалось (ничего смешного здесь нет — на вставленной в компьютер печатной плате разводку разглядеть довольно проблематично), можно подключаться к стоку каждого из транзисторов. У одного из них он идет к входному напряжению, у другого — к уже стабилизированному. Сток обычно расположен посередине и «продублирован» на корпус. Внешне он выглядит как «обрезанный» вывод. Соответственно, в схеме «транзистор плюс диод» сток всегда подключен к входному напряжению и тогда нам нужен исток — крайний правый вывод (если смотреть на транзистор в положении «ноги вниз»). Втыкаем сюда щуп вольтметра, медленно вращаем построечный резистор и смотрим. Если напряжение не меняется, значит мы подключили резистор не туда и все необходимо тщательно перепроверить.

Генераторы тактовой частоты

Обычно производители оставляют довольно солидный запас, и материнская плата сваливается в глюки задолго до его исчерпания, однако в некоторых случаях наши возможности очень даже ограничены. Некоторые платы не гонятся вообще! Что тогда? Тактовый генератор (он же «клокер») может быть собран на разных микросхемах (обычно это ICS или RTM), которые можно программировать путем перебора комбинацией логических «0» и «1» на специальных выводах. Внешне это прямоугольная ИМС в корпусе SOP с кол-вом пинов от 20 до 56 в районе кварца. Таблицу частот можно найти в datasheet’е на микросхему. В древние времена, когда конфигурирование осуществлялось через перемычки, производителю было очень сложно «заблокировать» верхние частоты, но при настройке через BIOS setup — это легко! Придется пойти на довольно рискованный и радикальный шаг — отрезаем «комбинаторную» группу выводов от печатной платы и напаиваем на них jumper’ы с резисторами, схему соединения которых можно взять из того же datasheet’а. И тогда все будет в наших руках! Естественно, настраивать частоту через BIOS уже не удастся.

Микросхема тактового генератора ICS и кварца

Микросхема тактового генератора ICS и кварца 14,318 МГц

А вот другой путь — замена кварца. В большинстве материнских плат стоит кварц, рассчитанный на частоту 14,318 МГц, если его заменить на более быстрый, то все частоты пропорционально подскочат, однако при этом, возможно, начнется полный глюкодром. Вообще говоря, замена кварца — неисследованная область, еще ждущая своих энтузиастов.

Клокеров на плате несколько — каждый отвечает за генерацию своего диапазона частот — один на процессор, другие на периферийные шины, GPU. Еще больше на плате кварцев — отдельный, например, стоит рядом с микросхемой сетевой карты и генерирует тактирование для передаче по локальной сети.

Кварц сетевой карты Realtek Кварц контроллера USB 3.0

Выводы

Собственно, выход из строя ИМС ШИМ-контроллера VRM , выход из строя транзисторов преобразователя или вздутие (и как следствие потеря ёмкости) электролитических конденсаторов («бочек») в цепях питания VRM – это чаще всего встречающийся отказ материнских плат. Проявляется в виде того, что плата не стартует, не подавая признаков жизни или же стартует и выключается.

Применяемые в большинстве системных плат алюминиевые электролитические конденсаторы емкостью 1200 мкФ, 16 В или 1500 мкФ, 6,3 и 10 В обладают рядом недостатков, один из которых это высыхание по истечении времени. Следствием этого является потеря ими емкости, выход компонента из строя, появление аппаратных ошибок в цепях. Риск увеличивается при использовании подобных конденсаторов в тяжелых температурных условиях, например, в корпусе системного блока компьютера температура может доходить до 50-60° С.

Танталовые конденсаторы обладают большей надежностью, чем электролитические (нет эффекта высыхания), они более компактны и имеют меньшее значение параметра ESR, увеличивающее эффективность их применения в цепях фильтрации источников питания.

В последнее время вместо часто вздувающихся электролитических конденсаторов именитые производители плат стали использовать твердотельные конденсаторы. В схемах питания новой платы ASUS M3A79-T DELUXE на чипсете AMD 790FX используются высококачественные детали, в частности, транзисторы с низким сопротивлением в открытом состоянии ( RDS ( on )) для уменьшения потерь при переключении и снижения тепловыделения, дроссели с ферритовыми сердечниками, и, что очень важно, твердотельные полимерные конденсаторы от ведущих японских производителей (гарантийный срок службы модуля VRM – 5000 часов). Благодаря применению таких компонентов достигается максимальная эффективность энергопотребления, низкое тепловыделение и высокая стабильность работы системы. Это позволяет получить высокие результаты разгона и увеличить срок эксплуатации оборудования.

Твердотельные конденсаторы на плате MSI 880GMA-E45

Твердотельные конденсаторы на плате MSI 880GMA-E45

Такие же элементы используются например в материнской плате Gigabyte GA-P35T на чипсете P 35. Правда, и твердотельные конденсаторы взрываются, как правильно, в следствие повышенного напряжения или просто некачественных элементов (да, такое тоже встречается!):

Читать статью  Как определить в каком режиме работает диск (SSD, HDD): SATA I, II или III? Или почему диск может быть медленным.

Взорвавшиеся конденсаторы

Взорвавшиеся конденсаторы

VRM на обычных электролитических конденсаторах имеет MTBF всего около 3000 часов.

По возможности необходимо выбирать те материнские платы, которые используются 4-фазный импульсный регулятор. В цепях фильтра VRM предпочтительно должны стоять твердотельные, а не алюминиевые электролитические конденсаторы, дроссели должны иметь ферритовый сердечник. Кроме того, на грамотно спроектированной плате, конденсаторы фильтра не должны стоять вплотную к кулеру процессора и к дросселям, чтобы не происходило их перегрева.

В идеальном варианте, необходимо выбирать те платы, которые имеют отдельный независимый регулятор напряжения для CPU, памяти и шины видеокарты. В этом случае, вы сможете отдельно регулировать напряжение на каждом из компонентов, не вызывая роста напряжения на других!

[Посещений: 48 343, из них сегодня: 1]

SSD M2 — как выбрать накопитель (тонкости с SATA и PCI-E, 2242, 2260, 2280, и ключами)

Доброго времени суток.

Уже как несколько лет канули в лету споры о выгоде от использования SSD накопителей — сейчас его рекомендуют устанавливать всем: не только профессиональным геймерам или программистам, но и обычным пользователям. Преимущество в дисковой производительности колоссальное: в 5-10 раз! ✌

Однако, сейчас достаточно много SSD накопителей, различающихся размерами (прим.: форм-фактор): если с SSD форм-фактора 2,5 дюйма (классический размер, выглядит также, как жесткий диск) вопросов не так много, то вот с «новомодными» SSD M2 — настоящая путаница!

Собственно, в этой статье хотел разобрать самое основное о накопителях SSD M2: какой именно накопитель мне подойдет, какой интерфейс используется, что это за 2242, 2260, 2280 и ключи «M»,» «B», «B&M» на маркировке накопителя.

ускорение ПК

Выбор накопителя SSD M2: разбираемся с путаницей

Основное

Во многих новых ноутбуках и компьютерах (на материнской плате) стал все чаще появляться новый разъем M2 (что не удивительно!). Ведь он пришел на смену интерфейсам: mSATA, mini PCI Express.

И здесь хочу сразу отметить преимущество интерфейса M2 : он позволяет обходиться без кабелей питания, отдельных шлейфов и пр. «добра» (по сути, позволяет подключать устройства просто вставив карту в слот!).

К тому же, он меньше, чем тот же mSATA. Все это в купе позволяет M2 использовать в более мобильных и компактных устройствах, делает его более удобным и популярным.

Добавлю, что использовать M2 можно и для установки Wi-Fi адаптера, 3G/4G модемов, Bluetooth модуля, и др. устройств. (Прим.: просто многие полагают, что M2 используется исключительно для SSD)

👉 Кстати!

M2 интерфейс одно время назывался как NGFF (форм фактор следующего поколения). В некоторых магазинах и у некоторых производителей накопителей встречаются SSD M2 именно с этой маркировкой.

В чем состоит путаница

1) SATA и PCIe

Формат M2, конечно, бесспорно перспективный, но уж очень все с ним не просто. Сразу скажу, что он подразделяется на два больших типа: SATA и PCIe (а каждый из этих типов подразделяется на несколько подтипов).

Почему так было сделано?

M2, как уже сказал выше, задумывался как универсальный интерфейс, который заменит устаревшие mSATA и mini PCIe. Но, дело в том, что пропускная способность SATA III составляет 6 Гбит/с, а накопитель SSD M2 PCIe — способен обеспечить скорость работы до 32 Гбит/с (согласитесь, разница существенна!).

Дополню, что M.2 PCIe различается по скорости в зависимости от количества линий. Так, например, PCI Express 2.0 с двумя линиями (обозначается, как PCI-E 2.0 x2) — обеспечивает скорость до 8 Гбит/c, PCI Express 3.0 с четырьмя линиями (PCI-E 3.0 x4) — обеспечивает заветные 32 Гбит/с.

Весь смак в том, что большинство устройств (скажем, ноутбуки) поддерживают только один тип диска, например, SSD M2 SATA III. Т.е. при выборе нужно очень внимательно подойти к тому, что же поддерживает устройство (но об этом еще пару слов ниже 👇).

2) Габариты накопителя 2242, 2260 и 2280

Еще один важный момент: накопители M2 (как SATA, так и PCIe) — могут быть разных габаритов. Всего их три: 2242, 2260 и 2280.

Первые две цифры (22) — это ширина накопителя, вторые (42, 62 или 80) — это его длина (см. скриншот ниже в качестве примера 👇).

2242 и 2280 - пример в габаритах

2242 и 2280 — пример в габаритах

Суть в том, что разные материнские платы поддерживают разные габариты накопителей. И если диск меньшей длины еще можно вставить в слот, то вот если он больше — это беда.

Однако, отмечу, что сейчас в продаже есть универсальные диски, длинной 80 мм, которые самостоятельно можно подрезать до нужной длины (прим.: все необходимые микросхемы располагаются на длине 42 мм).

3) Ключ и

Под ключами подразумеваются контакты и их расположение на накопителе. Существуют три вида ключей: «M», «B», и универсальный «B&M» (наглядный пример ниже). Перед покупкой диска, необходимо знать, какой ключ поддерживается вашим устройством.

Наокпители с разными ключами, наглядный пример

Накопители с разными ключами, наглядный пример

Ключи на SSD M2 накопителях

Ключи на SSD M2 накопителях: интерфейс, механическая совместимость, схема

Вся «соль» с этими ключами в том, что, например, мат. плата с сокетом PCIe x2 использует ключ «B», но есть накопители SSD формата M2 SATA которые также используют ключ «B»! Разумеется, если подключить такой накопитель к материнской плате с сокетом PCIe x2 — работать он не будет!

Еще один скрин в помощь: думаю, на нем понятнее. 👇

M и B+M Key

4) Технология NVMe

Старые диски используют протокол AHCI, но с появлением более быстрых дисков — он перестал справляться со своей задачей (не позволяет использовать максимальные скоростные характеристики накопителей). Для решения сей проблемы выпущен новый протокол — NVMe.

NVMe SSD Samsung - как выглядит SSD M2 накопитель

NVMe SSD Samsung — как выглядит SSD M2 накопитель

Он обеспечивает более высокую скорость, требует меньше ресурсов от процессора при операциях чтения/записи, стали гораздо меньше задержки. Чтобы ваш SSD мог работать по данному протоколу, обратите внимание на то, поддерживает ли ваша мат. плата данную технологию.

Итоги (что знать перед покупкой SSD M2, чтобы не оказаться в «дураках»):

  1. какой интерфейс поддерживает ваша материнская плата (PCI-E 2.0 x4, PCI-E 3.0 x2, PCI-E 3.0 x4, SATA III);
  2. габариты SSD M2 накопителя, который можно установить (2280, 2260, 2242);
  3. ключ, который поддерживает ваша материнская плата (обычно, SATA диски выпускаются с ключом «M&B», а PCIe x4 – с ключом «M»);
  4. поддерживается ли мат. платой технология NVMe (если да — то естественно, и накопитель стоит покупать с поддержкой NVMe).

Только после ответа на эти несколько вопросов, можно сделать выбор SSD M2, который будет у вас работать.

Обновление от 2020 .

Сейчас стали появляться в продаже ноутбуки (и мат. платы) с универсальными портами, к которым можно подключить SSD M2 как PCI-E, так и SATA.

Стоит ли игра свеч? Переходить ли на SSD?

Многие часто спрашивают, а стоит ли вообще переходить на SSD, так уж существенна разница ли.

В качестве примера покажу сравнительный тест нескольких дисков, установленных у меня на ноутбуках/ПК. Первый тест — это SSD M2 (NVMe), второй — SSD M2 (SATA III), третий — классический HDD.

Тест скорости накопителей SSD (NVMe, SATA), HDD

Тест скорости накопителей SSD (NVMe, SATA), HDD | Кликабельно (Crystal DiskMark — утилита для теста)

Примечание!

На скринах вы видите синтетические тесты. В реальной работе (при загрузке ОС, запуске игр, работе с ПО): многие из обычных пользователей отмечают огромную разницу между HDD и SSD (SATA), но почти не замечают между SSD (NVMe) и SSD (SATA).

*

Обратите внимание на первую строчку. Скорость чтения (Read) 2591 MB/s против 73 MB/s — разница в 30÷35 раз! Т.е. если раньше, до установки SSD (NVMe), Windows загружалась в течении 1 минуты — то сейчас менее 10 сек.!

Я уж не говорю о остальных программах: Word, браузеры, проигрыватели и пр. — запускаются моментально, сразу же после двойного клика мышки по ярлычку!

Дополнение!

Как проверить скорость диска: HDD, SSD. Тест, определение разницы в скорости между SSD и HDD, стоит ли переходить на твердотельный диск.

Как узнать, какой SSD M2 поддерживает моя мат. плата, что выбрать

Очень популярный вопрос.

Для начала, хочу сказать не верьте никаким утилитам для просмотра характеристик ПК. Дело в том, что они могут показать наличие слота M2, но фактически на плате его может не быть (т.е. для него предусмотрено место на плате, а физически слота нет) !

И так, ближе к делу.

1) Вариант №1 — посмотреть на самой мат. плате.

Если на вашей мат. плате есть разъем M2 — то в большинстве случаев рядом с ним есть маркировка, по которой вы сможете узнать нужные сведения (пример ниже). К тому же сразу убедитесь в физическом наличие этого разъема (что важно сделать перед покупкой накопителя).

Пример обозначения на материнской плате (для M-KEY, PCIe)

Пример обозначения на материнской плате (для M-KEY, PCIe)

2) Вариант №2 — посмотреть на сайте производителя

Зная модель материнской платы (или ноутбука), можно зайти на сайт ее производителя и посмотреть характеристики.

Кстати, некоторые материнские платы сейчас делают универсальными, которые могут поддерживать несколько типов накопителей SSD M2 (пользователям ноутбуков в данном случае повезло меньше, т.к. они чаще всего поддерживают какой-то один конкретный тип).

Характеристки мат. платы на сайте производителя

Характеристики мат. платы на сайте производителя

3) Вариант №3 — посмотреть обзор конкретного ноутбука (мат. платы).

Многие магазины и пользователи (которые уже приобрели данное железо) часто делают обзоры, из которых можно почерпнуть необходимые данные. Однако, рекомендую их подкреплять также первыми двумя вариантами (так сказать, убедиться своими глазами).

Разъем M.2 (NGFF) — что это? Разбираемся, что к чему!

Samsung 950Pro

Разъем M.2 (ранее известный как Next Generation Form Factor и NGFF) — это спецификация входящая в состав стандарта SATA 3.2 для компьютерных устройств и их разъемов, утвержденная международной организацией Serial ATA International Organization (SATA-IO) для планшетов и тонких компьютеров. Создана для замены уже устаревших форматов SATA, mSATA и Mini PCI-E. Ключевым новшеством M.2 (NGFF) стала поддержка передачи данных по линии PCI Express 3.0 с совокупной теоретической пропускной способностью до 32 Гбит/с. Что почти в 6 раз больше чем позволял стандарт SATA 3.0.

Интерфейс Максимальная теоретическая пропускная способность Максимальная реальная пропускная способность (оценка)
SATA III 6 Гбит/с (750 Мбайт/с) 600 Мбайт/с
PCIe 2.0 x2 8 Гбит/с (1 Гбайт/с) 800 Мбайт/с
PCIe 2.0 x4 16 Гбит/с (2 Гбайт/с) 1,6 Гбайт/с
PCIe 3.0 x4 32 Гбит/с (4 Гбайт/с) 3,2 Гбайт/с

Карты расширения M.2 могут предоставлять различные функции, например: Wi-Fi, Bluetooth, спутниковая навигация, NFC-радиосвязь, цифровое радио, Wireless Gigabit Alliance (WiGig), Wireless WAN(WWAN) и другие. В виде модулей M.2 часто изготавливают быстрые и компактные твердотельные флеш-накопители (SSD).

Применение нового формата устройств позволил использовать режим минимального энергопотребления DevSleep, механизм управления питанием Transitional Energy Reporting, механизм Hybrid Information (повышающий эффективность кэширования данных в гибридных накопителях) и Rebuild Assist (функция, которая ускоряет процесс восстановления данных в массивах RAID).

Форм-фактор и ключи.

Если проще, M.2 представляет собой мобильную разновидность протокола SATA Express, описанного в спецификации SATA 3.2 для планшетов и тонких компьютеров. Этот интерфейс может быть совместим с устройствами, работающими по протоколам SATA, PCI Express, USB 3.0, I2C и другими. M.2 поддерживает до четырёх линий PCI Express 3.0, в то время как разъёмы SATA Express передают данные лишь по двум линиям PCI Express 2.0. Платы имеют 4 варианта ширины (12, 16, 22 и 30 миллиметров) и 8 вариантов длины (16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 и 110 миллиметров).

Помимо длины и ширины устройств подключаемых к M.2, описаны стандарты толщины компонентов на плате. Также, одностороннее и двухстороннее исполнение монтажа (Single Sided и Double Sided), разделенное на еще 8 типов. Для более удобного понимания, ниже приведу таблицу:

Толщина компонентов на плате устройства подключаемого к M.2 (размеры указаны в миллиметрах).

Тип Сверху Снизу
S1 1.20 Не допускаются
S2 1.35 Не допускаются
S3 1.50 Не допускаются
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

Для указания типа M.2 — устройства маркируются кодом по схеме WWLL-HH-K-K или WWLL-HH-K, где WW и LL — размеры модуля в ширину и длину в миллиметрах. В HH кодируется, является ли модуль односторонним или двухсторонним, а также максимальная допустимая высота (толщина) размещённых на нём компонентов, например «D2». Часть K-K обозначает ключевые разрезы если модуль использует лишь один ключ, используется одна буква K. Если используется K-K, то модуль имеет 2 ключа.

Диаграмма с подробной расшифровкой всех значений маркировки с указанием величин.

Номенклатура модуля M.2

По состоянию на 2018 год, наиболее популярными размерами определены: ширина 22 мм, длина 80 или 60 мм (M.2-2280 и M.2-2260), реже 42 мм. Многие ранние M.2 накопители и материнские платы использовали интерфейс SATA, для них наиболее популярны ключи B (SATA и PCIe x2). Современные же материнские платы реализуют в разъеме M.2 PCI Express 3.0 x4 и соответствующий ключ M (SATA и PCIe x4). Устройства разработанные под использование в разъемах с ключом M, электрически не совместимы с разъемом B, и наоборот, без явного на то указания. Хотя не редко, как показывает практика физически совместимы (если перевернуть). Для подключения карт расширения, например WiFi, используются модули размера 1630 и 2230 и ключи A или E.

Читать статью  Как заменить разъем питания на материнской плате ноутбука

M.2 — плата должна не только подходить по размеру, но и иметь совместимое со слотом расположение ключей. Ключи ограничивают механическую совместимость между различными разъёмами и платами форм-фактора M.2 и препятствует неправильной установке накопителей в слоте.

Собственно перед покупкой платы расширения необходимо уточнить у производителя тип разъема и совместимые размеры (по длине, ширине, толщине, одностороннее и двухстороннее исполнение).

В крайнем случае посчитать контакты разъема и сравнить с рисунком ниже.

контакты m.2

Что такое Socket 1, Socket 2, Socket 3 в применении к M.2 (NGFF) устройствам?

Действительно, встречается понятие сокет и для M.2 устройств. Думаю создание групп разъемов M.2 на Socket 1,2,3 для упрощенного разделения не совместимых между собой устройств. Формально разделяя все виды устройств на 3 простых для понимания типа.

Принцип деления наглядно показан в следующей таблице:

Socket 1

Обычно, модули связи (WIFi адаптеры, Bluetooth, NFC и прочее)

Socket 2

Для компактных 3G/4G модемов M.2, но возможно появление другого оборудования

Socket 2

Для M.2 SSD и другого оборудования с универсальным ключом B+M

Socket 3

Для M.2 SSD и другого оборудования с ключом М и универсальным ключом B+M

Разберем пример на основе реальных интернет-магазинов:

SSD диск SAMSUNG M.2 860 EVO 250 Гб M.2 2280 SATA III (MZ-N6E250BW)

860 Evo

Из описания видно — перед нами SSD Samsung с емкостью 250Gb, разработанный для использования в разъеме M.2. Далее идет маркировка «2280» указывающая физический размер — 22 мм в ширину, 80 мм в длину. Про толщину и одностороннее или двухстороннее исполнение — ни слова. В данном случае придется уточнять из других источников, либо производителя накопителя. После указания маркировки размера написано — SATA III. Что это означает? Это означает что накопитель использует логический интерфейс SATA III. То есть, перед нами все тот же классический накопитель SATA, но выполненный под размеры и разъем M.2. Скоростные преимущества PCI Express здесь не использованы.

Все, описание продавца на этом исчерпаны. Чего нам еще не хватает? Нам не хватает явного указания типа ключа разъема, это пускай останется на совести продавца. Но мы визуально видим 2 прорези, это означает возможность использования данного накопителя в составе материнских плат с разъемом типа B и типа M. Это визуальная оценка, опять повторюсь — необходимо уточнить у производителя.

SSD диск Samsung 960 EVO M.2 250 Гб M.2 PCI-E TLC MZ-V6E250BW

960 evo

Здесь мы видим SSD Samsung 960 EVO тоже на разъем M.2. Вообще без указания маркировки физических размеров и типа, предположительно тоже «2280» (всегда необходимо уточнять из других источников). Далее указаны PCI-E и TLC, что это означает? Это означает что устройство использует логический интерфейс PCI Express (какой 2.0 или 3.0 не ясно, и сколько линий 2x-4x — тоже не известно). TLC — тип устройства микросхем памяти. На этом интернет-магазин счел описание достаточным. Думаю гарантийка ему потом скажет об обратном…

Но визуально мы видим на этом изображении одну прорезь в разъеме M.2 (предположительно соответствующая ключу M). И тут необходимо быть осторожным, устройство может подойти физически в разъем B. И вернее всего, сожжет плату и устройство. Поэтому необходимо точно знать какого типа установлен разъем на плате и какого приобретается.

Реализации логического интерфейса и набора команд.

Для плат расширения M.2 доступно три варианта реализации логического интерфейса и набора команд, по аналогии со стандартом SATA Express:

«Legacy SATA«
Используется для SSD с SATA интерфейсом, драйвером AHCI и скоростями до 6.0 Гбит/с

«SATA Express» с использованием AHCI
Используется для SSD с интерфейсом PCI Express и драйвером AHCI (для совместимости с большим количеством операционных систем). Из-за использования AHCI производительность может быть несколько ниже оптимальной (получаемой с NVMe), так как AHCI был разработан для взаимодействия с более медленными накопителями с медленным последовательным доступом (например, НЖМД), а не для SSD с быстрым случайным доступом.

«SATA Express» с использованием NVMe
Используется для SSD с интерфейсом PCI Express и высокопроизводительным драйвером NVMe, созданным для работы с быстрыми флеш-накопителями. NVMe был разработан с учётом низких задержек и параллелизма SSD с интерфейсом PCI Express. NVMe лучше использует параллелизм в управляющем компьютере и программном обеспечении, требует меньше стадий при передаче данных, предоставляет более глубокую очередь команд и более эффективную обработку прерываний.

Что такое NVMe?

NVM Express (NVMe, NVMHCI — от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification). Логический интерфейс NVM Express был разработан с нуля, основные цели — получение низких задержек и эффективное использование высокого параллелизма твердотельных накопителей за счёт применения нового набора команд и механизма обработки очередей, оптимизированного для работы с современными многоядерными процессорами.

Протокол NVMe ускоряет операции I/O за счёт отказа от стека команд SAS (SCSI). NVMe SSD подключаются прямо в шину PCIe. Приложения получают резкий прирост производительности от смещения I/O-активности с SAS/SATA SSD и HDD на NVMe SSD. Запоминающие устройства нового типа хранения энергонезависимы (non-volatile) и задержка при доступе к ним существенно ниже – на уровне задержек оперативной (volatile) памяти.

Контроллер NVMe демонстрирует все преимущества SSD: очень низкие задержки доступа и огромная глубина очереди по операциям чтения и записи. Чрезвычайно низкая латентность устройств хранения существенно снижает вероятность блокировок таблиц данных при их обновлениях. Это критично для многопользовательских баз данных со сложными и взаимосвязанными таблицами.

Очень важно: в UEFI BIOS материнской платы должен содержаться NVMe-драйвер для загрузки ОС с соответствующего накопителя.

NGFF и NVME отличия?

Очень много в сети запросов на этот вопрос. Что такое NGFF и в чем отличие от NVME. Ответ прост, NGFF это второе название аппаратного интерфейса M2, непосредственно самого разъема на системной плате. NGFF = M2, это одно и тоже .

Тогда что такое NVME? А NVME это — NVM Express (NVMe, NVMHCI — от англ. Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification). Это . Логический. интерфейс NVM Express был разработан с нуля, основные цели — получение низких задержек и эффективное использование высокого параллелизма твердотельных накопителей за счёт применения нового набора команд и механизма обработки очередей, оптимизированного для работы с современными многоядерными процессорами.

Протокол NVMe ускоряет операции I/O за счёт отказа от стека команд SAS (SCSI). NVMe SSD подключаются прямо в шину PCIe. Приложения получают резкий прирост производительности от смещения I/O-активности с SAS/SATA SSD и HDD на NVMe SSD.

Что это означает? Это означает что NGFF (M2) это физический разъем на плате, а NVME это . Логический. режим работы накопителя напрямую с шиной PCI Express и процессором минуя ограничения SATA/ATA/SAS. Разумеется такой режим работы должны поддерживать и накопитель, и системная плата (это надо проверить перед покупкой). Иначе, такой накопитель работать не будет. Если накопитель имеет разъем NGFF (M2) но не поддерживает режим NVME, то скорее всего он работает в режиме SATAATASASUSB устройства.

Наиболее часто встречаются накопители:
-NGFF(M2) с NVME — это наиболее быстрые и современные устройства;
-NGFF(M2) с SATA — это накопители которые работают как SATA устройства.

Заключение.

В заключении становятся очевидными преимущества принятые стандартом SATA 3.2. Появление новых спецификаций и разъемов расширит выбор совместимых карт расширения, как для ноутбуков, так и для стационарных компьютеров. Также увеличит общую производительность вычислительных систем от ноутбука — до сервера.

Сам по себе интерфейс таит в себе большое количество ловушек как для простого пользователя, так и для профессионала. Возможно это связано с его новизной, а может и некоторой «сыростью».

В любом случае, я постарался собрать максимум важной информации. Возникшие вопросы можно задать в комментариях к статье. Спасибо за уделенное моей статье внимание.

Распиновка типовых разъемов M.2.

M.2 с ключом B (1x SATA, 2x PCIe)

Pin
Number
Pin
Name
Description
1 CONFIG_3 Defines module type
2 3.3 V Supply pin, 3.3 V
3 GND Ground
4 3.3 V Supply pin, 3.3 V
5 N/C
6-8 N/A
9 N/C
10 DAS/DSS Device Activity Signal / Disable Staggered Spinup
11 N/C
12-19 removed Mechanical notch B
20 N/A
21 CONFIG_0 Defines module type
22-26 N/A
27 GND Ground
28 N/A
29 PERn1 PCIe Lane 1 Rx
30 N/A
31 PERp1 PCIe Lane 1 Rx
32 N/A
33 GND Ground
34 N/A
35 PETn1 PCIe Lane 1 Tx
36 N/A
37 PETp1 PCIe Lane 1 Tx
38 DEVSLP Device Sleep, input. If driven high the host is informing the
SSD to enter a low power state.
39 GND Ground
40 N/A
41 SATA-B+/PERn0 Host receiver differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Rx
42 N/A
43 SATA-B-/PERp0 Host receiver differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Rx
44 N/A
45 GND Ground
46 N/A
47 SATA-A-/PETn0 Host transmitter differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Tx
48 N/A
49 SATA-A+/PETp0 Host transmitter differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Tx
50 PERST# PCIe reset
51 GND Ground
52 CLKREQ# Reference clock request signal
53 REFCLKN PCIe Reference Clock signals (100 MHz)
54 PEWAKE# PCIe WAKE# Open Drain with pull up on platform. Active Low.
55 REFCLKP PCIe Reference Clock signals (100 MHz)
56 MFG1 Manufacturing pin. Use determined by vendor.
57 GND Ground
58 MFG2 Manufacturing pin. Use determined by vendor.
59-66 removed Mechanical notch M
67 N/A
68 SUSCLK 32.768 kHz clock supply input provided by the Platform chipset
69 CONFIG_1 Defines module type
70 3.3 V Supply pin, 3.3 V
71 GND Ground
72 3.3 V Supply pin, 3.3 V
73 GND Ground
74 3.3 V Supply pin, 3.3 V
75 CONFIG_2 Defines module type

M.2 с ключом M (1x SATA, 1x, 2x, or 4x PCIe)

Pin
Number
Pin
Name
Description
1 CONFIG_3 Defines module type
2 3.3 V Supply pin, 3.3 V
3 GND Ground
4 3.3 V Supply pin, 3.3 V
5 PERn3 PCIe Lane 3 Rx
6 N/A
7 PERp3 PCIe Lane 3 Rx
8 N/A
9 GND Ground
10 DAS/DSS Device Activity Signal / Disable Staggered Spinup
11 PETn3 PCIe Lane 3 Tx
12 3.3 V Supply pin, 3.3 V
13 PETp3 PCIe Lane 3 Tx
14 3.3 V Supply pin, 3.3 V
15 GND Ground
16 3.3V Supply pin, 3.3 V
17 PERn2 PCIe Lane 2 Rx
18 3.3 V Supply pin, 3.3 V
19 PERp2 PCIe Lane 2 Rx
20 N/A
21 CONFIG_0 Defines module type
22 N/A
23 PETn2 PCIe Lane 2 Tx
24 N/A
25 PETp2 PCIe Lane 2 Tx
26 N/A
27 GND Ground
28 N/A
29 PERn1 PCIe Lane 1 Rx
30 N/A
31 PERp1 PCIe Lane 1 Rx
32 N/A
33 GND Ground
34 N/A
35 PETn1 PCIe Lane 1 Tx
36 N/A
37 PETp1 PCIe Lane 1 Tx
38 DEVSLP Device Sleep, input. If driven high the host is informing the
SSD to enter a low power state.
39 GND Ground
40 N/A
41 SATA-B+/PERn0 Host receiver differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Rx
42 N/A
43 SATA-B-/PERp0 Host receiver differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Rx
44 N/A
45 GND Ground
46 N/A
47 SATA-A-/PETn0 Host transmitter differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Tx
48 N/A
49 SATA-A+/PETp0 Host transmitter differential signal pair. If in PCIe mode PCIe Lane 0 Tx
50 PERST# PCIe reset
51 GND Ground
52 CLKREQ# Reference clock request signal
53 REFCLKN PCIe Reference Clock signals (100 MHz)
54 PEWAKE# PCIe WAKE# Open Drain with pull up on platform. Active Low.
55 REFCLKP PCIe Reference Clock signals (100 MHz)
56 MFG1 Manufacturing pin. Use determined by vendor.
57 GND Ground
58 MFG2 Manufacturing pin. Use determined by vendor.
59-66 removed Mechanical notch M
67 N/A
68 SUSCLK 32.768 kHz clock supply input provided by the Platform chipset
69 CONFIG_1 Defines module type
70 3.3 V Supply pin, 3.3 V
71 GND Ground
72 3.3 V Supply pin, 3.3 V
73 GND Ground
74 3.3 V Supply pin, 3.3 V
75 CONFIG_2 Defines module type

M.2 с ключом A (PCIe ×2, USB 2.0, I2C and DP ×4) и E (PCIe ×2, USB 2.0, I2C, SDIO, UART and PCM).

Источник https://hww.ru/2008/11/sxemotexnika-pitaniya-materinkix-plat/

Источник https://ocomp.info/ssd-m2-kak-vyibrat-nakopitel.html

Источник https://novoselovvlad.ru/2018/02/24/%D1%80%D0%B0%D0%B7%D1%8A%D0%B5%D0%BC-m-2-ngff-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%8D%D1%82%D0%BE-%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B1%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%B5%D0%BC%D1%81%D1%8F-%D1%87%D1%82%D0%BE-%D0%BA-%D1%87%D0%B5/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.