همه چیز در مورد اتصال SSDها به مادربرد

سید محمد علم الهدی ۲۶ فروردین ۱۳۹۷ , ۱۸:۲۵ آموزشی، کاربردی / سخت افزار

(1 رای, میانگین: 5٫00 از 5)

هارد های SSD به دلیل عدم وجود مکانیزم مکانیکی برای نوشتن و خواندن اطلاعات سرعت فوق العاده ای نسبت به HDD ها دارند، سرعت SSD ها به قدری بالاست که رابط SATA به عنوان مانع برای رسیدن به حداکثر سرعت SSD ها تلقی میشود، پس باید به سراغ رابط جدیدی برویم که M.2 نام دارد، با سخت افزار همراه باشید.

زمانی که SSD ها پا به عرصه گذاشتند دیگر رابط IDE جای خود را به SATA داده بود. رابط اتصال ساتا به سه نوع تقسیم میشود، ساتا 1 با حداکثر سرعت 150 مگابایت در ثانیه و ساتا 2 با حداکثر سرعت 300 مگابایت در ثانیه و در نهایت ساتا 3 با حداکثر سرعت 600 مگابایت در ثانیه. سرعت اتصال ساتا به قدری برای HDD ها زیاد بود که کمتر هاردی را میتوان یافت که بتواند از تمام سرعت پهنای باند SATA استفاده کند. از این رو، هاردهای SSD عرضه شدند.

به فلش مموری که در دست دارید توجه کنید، در فلش مموری خود خبری از ادوات مکانیکی نیست و هنگام اتصال به دستگاه های دیگر، به هر اطلاعاتی که داخل فلش هست، هر زمانی که نیاز باشد دسترسی داریم و دیگر مانند هارد نخواهد بود که باید صبر کنیم تا دیسک بچرخد و بازو در محل مناسبی قرار گیرد تا اطلاعات نوشته و یا خوانده شود. SSD ها نیز به همین صورت عمل میکنند. یک SSD بسته به نوع چیپ و فضای ذخیره سازی که در اختیار ما قرار میدهد، از تعدادی چیپست تشکیل شده است تا هیچ چیز مکانیکی وجود نداشته باشد دقیقا به همین خاطر است که سرعت SSD ها نسبت به HDD ها فوق العاده بالاست.

این بار مشکل دیگری پدید آمد، سرعت SSD ها به قدری بالا رفت که دیگر رابط SATA پاسخگوی این سرعت نبود و باعث میشد جلوی رسیدن به حداکثر سرعت SSD گرفته شود. برای درک بهتر موضوع لازم است بگوییم سرعت نوشتن و خواندن (یا به اختصار R/W) روی یک هارد به دو عامل بستگی دارد، عامل اول خود هارد میباشد، زمانی که یک دستور به هارد می رسد چه مقدار زمان طول میکشد تا هارد بتواند جواب این درخواست را بدهد و وقتی که شروع به پاسخ دادن به این درخواست کرد، با چه سرعتی میتواند اطلاعات را به توجه به نوع درخواست روی هارد بنویسد یا از روی هارد بخواند. عامل دیگر پهنای باند انتقال اطلاعات است که به رابط کاربری و پروتوکل مربوط میشود. در HDD ها سرعت خود هارد به قدری پایین بود که نمیتوانست از تمام پهنای باند SATA استفاده کند و این بار در SSD ها سرعت SSD به قدری بالا رفت که رابط SATA نمیتواند پهنای باند مورد نیاز را تامین کند.

سوکت M.2

در ابتدا بگوییم که سوکت M.2 با mSATA متفاوت است و اگر حافظه هایی با ظریفت بالا و سوکت mSATA طلب کنیم هزینه معقول و به صرفه ای نخواهد داشت. سوکت M.2 برای مرتفع کردن مشکل SSD با SATA معرفی و عرضه شد. سوکتی که داستان متفاوتی با SATA دارد. در SATA شما میتوانید هر نسخه از یک هارد ساتا را (نسخه 1 یا 2 و یا 3) به هر نسخه از یک مادربرد با رابط SATA متصل کنید و از هارد استفاده کنید تنها باید به این توجه داشته باشید که در این بین آن رابط ساتا که سرعت پایین تری دارد (هارد یا مادربرد) تعیین کننده حداکثر سرعت انتقال اطلاعات خواهد بود، همین! هیچ اطلاعات دیگری در رابطه با ساتا هنگام خرید و استفاده از هارد SATA مورد نیازتان نیست.

رابط اتصال SATA فقط از باس (مسیر) ساتا استفاده میکند. برای درک راحت تر موضوع اینگونه توضیح میدهیم که در یک مادربرد "مسیر" های مختلفی وجود دارد مسیرهای انتقال اطلاعات USB، PCIe، SATA و ... همچنین "رابط های اتصال" مختلفی نیز وجود دارد، رابط USB (که از مسیر USB استفاده میکند)، رابط PCIe (که از مسیرهای PCIe استفاده میکند) و رابط اتصال SATA (که از مسیر ساتا استفاده میکند).

اما رابط M.2 تنها یک رابط اتصال است و با معرفی M.2 شاهد حضور یک مسیر جدید در مادربردها نبودیم. پس از نظر پهنای باند SSD های M.2، M.2 به دو دسته تقسیم میشود، M.2 که از پهنای باند و مسیر SATA استفاده میکند و M.2 که از مسیر و پهنای باند PCIe استفاده میکند.

فُرم و شکل سوکت M.2 خود به چند مدل تقسیم میشود که Key ID نامیده میشود، به عنوان مثال M.2 A. هر کدام از انواع M.2 که کلید های مختلفی (Key ID) دارند، از مسیر های مختلفی استفاده میکنند. به تصویر زیر توجه کنید.

به عنوان نمونه در تصویر بالا مشخص است که M.2 M از چه باس هایی (مسیر هایی) میتواند استفاده کند.

در تصویر زیر تفاوت کلیدهای سوکت M.2 که در هاردهای SSD مورد استفاده قرار میگیرد آمده است. سوکت M.2 انواع مختلفی از لحاظ Key ID دارد، ولی هارد های عرضه شده تنها با کلیدهای (Key ID) M و B معرفی شده اند. در این بین هاردها و سوکت های مادربرد نیز یافت میشوند که یک سوکت M.2 دارند و از هر دو نوع M و B پشتیبانی میکند، به تصویر زیر دقت کنید.

برای پی بردن به این که سوکت M.2 مادربرد شما (از هر نوعی که باشد، به عنوان مثال B یا هر نوع دیگری) از چه مسیری (باس) پشتیبانی میکند باید به جزئیات مادربرد خود مراجعه کنید. صرف این که مادربرد شما سوکت M.2 B دارد دلیلی بر این نیست که از تمامی باس هایی که یک سوکت M.2 B استفاده میکند، پشتیبانی خواهد کرد.

سوالی که ممکن است برای شما پیش آید این است که چه تفاوتی از نظر سرعت میان یک SSD ساتا و یک SSD با سوکت M.2 و باس ساتا وجود دارد؟ باید گفت تفاوت چندانی میان این دو و بلکه هاردهای mSATA نیست، اندک تفاوتی وجود دارد و آن هم مربوط به کنترلر هارد میشود ولی در عمل تفاوت چشم گیری نخواهد بود زیرا هر دو از یک مسیر (باس) استفاده میکنند و آن هم ساتا میباشد.

هنگام خرید M.2 SSD باید توجه کنید اگر مادربرد شما از سوکت M.2 استفاده میکند که تنها از یک باس (SATA یا PCIe) بهره مند است، همان SSD را خریداری کنید که مطابق سوکت M.2 مادربرد شما باشد، چرا که نمیتوان یک PCIe M.2 SSD را روی سوکت M.2 نصب کرد که از باس SATA استفاده میکند و همچنین نمیتوان یک SATA M.2 SSD را روی سوکت M.2 نصب کرد که از باس PCIe استفاده میکند.

اما SSD های PCIe خود به دو دسته PCIe x2 و PCIe x4 تقسیم بندی میشوند، x2 از دو مسیر PCIe و x4 از چهار مسیر PCIe استفاده میکند و شما میتواند SSD PCIe x2 را روی سوکت M.2 PCIe x4 نصب کنید (به سوکت ها توجه کنید که هر دو باید یک Key ID باشند) ولی 2 مسیر از سوکت M.2 مادربرد بدون استفاده خواهند ماند. عکس این قضیه هم صحیح است یعنی میتوان SSD PCIe x4 را روی سوکت M.2 PCIe x2 نصب نمود (با توجه به نوع Key ID) ولی از حداکثر سرعت SSD نمیتوان بهره برد زیرا SSD به 4 مسیر PCIe نیاز دارد در حالی که مادربرد تنها 2 مسیر در اختیارش قرار میدهد.

سوکت M.2 B تنها از مسیرهای SATA و PCIe x2 پشتیبانی کرده و سوکت M.2 M از مسیرهای SATA و PCIe x4 پشتیبانی میکند، لازم به ذکر است سوکت مادربرد یا هاردی که از هر دو نوع B و M پشتیبانی میکند، قابلیت استفاده از مسیر PCIe x4 را ندارد و مانند M.2 B فقط از مسیرهای SATA و PCIe x2 پشتیبانی میکند. میتوان اس اس دی M.2 M PCIe x4 را روی آن (یعنی سوکت M.2 B+M) نصب نمود ولی از سرعتی مانند یک SSD نوع M.2 PCIe x2 بهره مند خواهد شد. واضح است که SSD های نوع M.2 M روی سوکت M.2 B نصب نمیشوند و همچنین SSD های نوع M.2 B روی سوکت M.2 M نصب نمیشوند.

هیچ نوع از هاردهای SSD سوکت M.2 قابلیت Hot-Plugged را ندارند، یعنی هنگام روشن بودن سیستم نمیتوانید هارد را وصل و یا جدا کنید.

مورد دیگری که حتما موقع انتخاب و خرید باید دقت کنید، اندازه M.2 SSD است. HDD ها و اس اس دی های معمولی (SATA) فُرم و اندازه مشخصی دارند، یا مخصوص سیستم های رومیزی هستند و یا در اندازه های مخصوص لپ تاپ ها عرضه میشوند و چون مستقیم روی مادربرد وصل نمیشوند و اتصال آنها با مادربرد با کابل صورت میگیرد، اندازه آنها به مادربرد ارتباطی ندارد. اما SSD های نوع M.2 سایزهای مختلفی دارد که هنگام خرید باید به مادربرد خود توجه کنید. پنهای همه دستگاه های دارای سوکت M.2 22 میلی متر است در حالی که طول یا درازای آنها از 30 میلی متر تا 110 میلی متر متفاوت است. البته در خصوص هاردهای M.2 SSD طول هارد یکی از اندازه های 30، 42، 80 یا 100 میلی متر خواهد بود که به عنوان مثال اینگونه بیان میشود: 2230.

NVMe

اگر بخواهیم خیلی ساده بگوییم، NVMe ها به هاردهای SSD گفته میشود که از باس PCIe استفاده میکنند. البته پیش از این هم هاردهای SSD بوده که از مسیر PCIe میکرده اند و به NVMe شهرت داشته اند. این هاردها به صورت مستقیم روی اسلات PCIe مینشینند.

مسیر PCIe سرعت به مراتب بیشتری از مسیر SATA دارد، و برای استفاده از تمام قدرت و پهنای باند آن دیگر درایور AHCI که مسیر ساتا از آن بهره میبرد پاسخگو نخواهد بود و باید پروتکل دیگری تعریف شود که همان NVMe است. پس NVMe M.2 SSD به هاردهای M.2 اس اس دی گفته میشود که از باس PCIe استفاده میکنند. به دلیل همین تفاوت AHCI و NVMe است که نمیتوان یک M.2 PCIe SSD را روی پورت M.2 نصب کرد که از مسیر SATA بهره میبرد و همچنین به همین دلیل نمیتوان یک M.2 SATA SSD را روی پورت M.2 PCIe نصب نمود.