Genomgång av anslutningar för lagring – från SATA till PCI Express och M.2

Vad som skiljer en anslutning mot ett gränssnitt är inte självklart, men viktigt att veta vid köp av en SSD. I denna guide går vi igenom skillnaderna och vad du ska tänka på vid köp.

4. Anslutningar: SATA, M.2 och många fler

Vi har än så länge fokuserat mycket på gränssnitten, alltså hur kommunikationen går till mellan lagringsenhet och själva systemet. Dessa kan sedan användas via en lång rad olika anslutningar som således endast är ett fysiskt kontaktdon.

U2-SATA-M2-färg.png

Olika anslutningar på bild: U.2 (Grön), M.2 2280 (Blå) och SATA (Orange)

SATA

Denna anslutning finns i tre versioner kallade SATA 1,5 Gbps, SATA 3,0 Gbps och SATA 6,0 Gbps, men har du inte ett betydligt äldre moderkort är det bara den senare du kommer stöta på. SATA 6,0 Gbps kallas ibland även SATA III, vilket symboliserar dess versionsnummer. Moderkort har normalt fyra eller flera SATA-anslutningar och det krävs en port per enhet som ansluts.

Slim-SATA

Även om SATA-kontakter är relativt små och tunna finns alltid scenarion där mindre kontaktdon behövs. Det kan gälla bärbara datorer eller mindre datorer, som Intel NUC. På Slim-SATA-anslutningen har framför allt strömtillförsel minskat men även själva SATA-kontakten är något mindre jämfört med originalet.

Micro SATA (μSATA)

Detta är en anslutning som normalt inte används längre då den var framtagen primärt för hårddiskar enligt formfaktorn 1,8 tum, vilka inte tillverkas längre.

Mini SATA (mSATA)

En lösning som är primärt framtaget bärbara datorer eller surfplattor. Enkelt uttryckt är det en normal SSD, men utan det klassiska höljet från en traditionell hårddisk. Det vill säga ett kretskort med minnesbanker och kontrollerkrets, som ansluts till en mSATA-anslutning direkt på moderkortet – allt för att minimera utrymmet.

SATA Express

Kallas kort SATA-E och tillkom som något av en nödlösning när SSD-enheterna blev för snabba för SATA 6,0 Gbps. Anslutning kan antingen nyttja två SATA och en specialanslutning som ligger i fas med dessa, eller två PCI Express-kanaler.

SATA-Express-Asus-Wikipedia.jpg

SATA Express blev en nödlösning och kortlivad historia

Detta gjorde att tillverkare kunde behålla kompatibilitet med äldre utrustning, trots att en specialkabel behövs för själva SATA Express-anslutningen. Samtidigt erbjuder lösningen upp till 1 969 MB/s i överföringshastighet när två kanaler PCI Express används. Denna anslutning blev endast en parentes i historien och är på väg att försvinna helt.

PCI Express

Namnet kommer i grunden från att det är anslutningen som ersätter den nu föråldrade PCI-standarden. Både PCI och PCI Express är när detta uttryck används en expansionsplats på moderkortet för instickskort, i många fall ett grafikkort.

Asus-X570-Pro-WS-X570-ACE-5.jpg

PCI Express, i kombination med gränssnittet NVM Express, används även som ett gränssnitt för lagringsenheter för att kommunicera direkt med datorns processor. Enkelt uttryck gör detta att det går att ansluta lagringsenheter både via ett instickskort på ett moderkort eller via anslutningarna vi behandlar längre ned på sidan; M.2 eller U.2.

Tillsammans med dessa kan SSD-enheten dra nytta av hastigheten från två eller fyra PCI Express-kanaler, för speciallösningar som sällan riktar sig mot vanliga konsumenter så många som åtta kanaler.

Här gör vi en kort instickare med en förklaring till vad som menas med PCI Express-kanaler. Dessa kan ses som kommunikationsvägar mellan lagringsenhet och processorn. Fler vägar innebär att mer trafik kan slussas samtidigt. Här talar vi även om tre olika generationer.

Dessa kan sägas motsvara hastigheten per väg, där PCI Express 3.0 tillåter en dubblering av hastigheten mot PCI Express 2.0. PCI Express 4.0 som är på ingång på SSD-marknaden innebär ytterligare en dubblering.

PCI Express 3.0 som fortfarande är dominant kan överföra 1 GB/s (2 GB/s dubbelriktat) och med fyra sådana kanaler kan SSD-enheter nå hastigheter på strax över 3,5 GB/s vid sekventiella läsningar och skrivningar. Nästa version som precis hittat ut till konsumenter tillåter således en teoretisk dubblering av detta.

Antalet tillgängliga kanaler för ett system bestäms primärt av dess processor, i många fall även styrkretsen. En M.2- eller U.2-anslutning har oftast fyra kanaler tillgängliga, men på främst äldre moderkort förekommer även att dessa är begränsade till endast två.

M.2

Innan det här blev en fastslagen standard kallades denna för Next Generation Form Factor (NGFF). Som tidigare nämnt är detta en anslutning som kan använda olika gränssnitt – AHCI via SATA 6,0 Gbps och NVM Express via PCI Express.

En M.2-enhet ansluts inte via någon kabel utan använder en sockel, ungefär på samma sätt som en processor eller en mSATA-baserad SSD. Ett moderkort kan ha flera M.2-platser och trots att själva anslutningen ser likadan ut finns hela tolv olika standarder, varav fyra används i skrivande stund. Resterande är reserverade för framtida behov som kan tänkas uppkomma.

m2_2.jpg

En tom M.2-anslutning med plats för längderna 42, 60, 80 och 110 mm. Kallas M.2 2242, M.2 2260, M.2 2280 respektive M.2 22110.

Det är också viktigt att veta att en M.2-anslutning kan stödja olika standarder. De som är ämnade lagring sitter normalt fall på moderkortets nedre del, ofta ovanför eller mellan vanliga PCI Express-anslutningar. Dessa kan ofta ansluta M.2-enheter av olika fysisk storlek.

Den i särklass vanligaste storleken är M.2 2280, där "22" anger att bredden är 22 millimeter och "80" är längden 80 millimeter. Förekommande men långtifrån lika vanliga är M.2 2260 och M.2 2242, där skillnaderna är just längden – 60 respektive 42 millimeter.

U.2

Denna anslutning lanserades ungefär samtidigt som M.2 och kan delvis ses som en ersättare till SATA Express. Anslutningen kan, precis som M.2, används upp till fyra PCI Express-kanaler. Anslutningen som sådan skiljer på en avgörande punkt och det är att den kräver en kabel som ansluts till SSD-enheten.

m2 to u2.jpg

En M.2 till U.2-adapter.

Anslutningen fick ett inledningsvis kort liv och var under en period på väg att försvinna helt. Nu ryktas det dock om att en andra våg är på ingång och eventuellt även en uppdaterad anslutning. Värt att påpeka är också att det finns omvandlare från M.2 till U.2 och vice-versa. Med andra ord, möjligheten finns att ansluta en U.2-enhet till en M.2-anslutning eller åt andra hållet.