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SSD M.2: tutto quello che c'è da sapere

di Florin Dragosaggiornato il 30 novembre 2018

Non sai ancora cosa sia un SSD M.2? Non temere, ci pensiamo noi. Il nuovo formato di disco a stato solido è infatti ormai accolto dalle più disparate tipologie di schede madri moderne, pronto a salvare spazio e, in alcuni casi, anche a migliorare le performance rispetto ai classici SATA 2.5″. Tutto quello che c’è da sapere sui dischi SSD M.2 (o SSD M2) all’interno del nostro focus.

SSD M.2: cosa sono

Precedentemente conosciuto come Next Generation Form Factor (NGFF), lo standard M.2 definisce le caratteristiche per le expansion card interne e connettori associati di questo formato. L’obiettivo iniziale era quello di rimpiazzare lo standard mSATA, prevalentemente usato su dispositivi mobile. Vediamo infatti la possibilità di integrare molteplici funzioni come WiFi, Bluetooth, NFC, radio digitale ed i più interessanti SSD. Il passaggio ad M.2 assicura minor spazio occupato, attraverso dimensioni più allungate e la possibilità di popolamento di entrambi i lati del PCB, aggiungendo più flessibilità alle specifiche.

I vari tipi di periferiche M.2 si differenziano in module keys, una lettera che identifica la forma fisica del connettore e le interfacce eventualmente utilizzabili. Per quanto riguarda gli SSD M.2, le key rilevanti sono B ed M, potremmo imbatterci anche nelle varianti A ed E, ma queste vengono più utilizzate per funzioni di WiFi, Bluetooth ed altre caratteristiche più rilevanti nei dispositivi mobile. Le key di nostro interesse differiscono principalmente nelle linee PCIe offerte, mentre i modelli B arrivano a PCIe x2, quelli M raggiungono PCIe x4, l’opzione ideale per ottenere il massimo della performance su slot M.2.

Come da immagine sovrastante, il connettore fisico dei due modelli è simile, ma la piccola differenza nel numero di socket impedisce che siano installati erroneamente in uno slot incompatibile. Sono inoltre presenti SSD M.2 compatibili con entrambi i formati, ma non connettori su motherboard in grado di accogliere entrambi i tipi.

Cos’hanno invece in comune? Entrambi supportano l’interfaccia SATA (anche se ha poco senso su slot M.2) e condividono le dimensioni standard di questi prodotti. Gli SSD M.2 hanno una larghezza di 22 mm ed una lunghezza che può variare dai 42 mm ai 110 mm, unendo questi dati si ottengono le nomenclature utilizzate da SSD M.2 e produttori di schede madri per informare sulla compatibilità fisica dei prodotti: 2242, 2260, 2280 e 22110. Non c’è molto da preoccuparsi: fatta eccezione per alcuni casi, tutte le schede madri attuali che integrano uno slot M.2 supportano modelli dal 2242 al 2280. C’è solo da far più attenzione nel caso degli SSD M2 22110, ma visto il supporto ridotto da parte delle motherboard, vedremo proliferare molto di più gli SSD M.2 degli altri formati.

Anche tentando di descrivere solo le specifiche rilevanti, il panorama è comunque abbastanza confusionario. Purtroppo però numeri e nomenclature non finiscono qui.

Passando al lato performance il motivo per cui con M.2 si parla tanto di linee PCIe è proprio perché sono nettamente superiori al consolidato SATA. La sua più recente revisione, SATA 3, offre velocità fino a 6 Gb/s equivalenti a 600 MB/s effettivi, contro gli 8 GB/s (circa 1 GB/s per lane) del PCIe 3.0. Avremo quindi configurazioni con velocità teoriche pari a circa 4 GB/s su PCIe 3.0 x4 (il massimo che M.2 ha da offrirci al momento) o 2 GB/s per quanto riguarda PCIe 3.0 x2. Gli slot M.2 potrebbero anche interfacciarsi con il PCIe 2.0, dove otterremo velocità pari a circa la metà di quelle del PCIe 3.0 in entrambe le configurazioni x4 e x2.

La buona notizia è che pressoché tutte le schede madri Intel Kaby Lake ready sono equipaggiate con almeno uno slot M.2 PCIe 3.0, la cattiva è che per l’installazione di un SSD M.2 dovremmo rinunciare a qualcosa. Tipicamente saranno disattivati altri I/O sulla scheda madre, in genere si tratta di due porte SATA, ma a volte potrebbe intaccare gli stessi slot PCIe. Questo perché le linee PCIe sono condivise con varie interfacce e il nuovo arrivato M.2 dovrà farsi spazio fra i più vecchi affermati standard. In ogni caso, se non siete avidi di periferiche SATA, questo non sarà un problema, solitamente avremo qualcosa come 6 porte SATA in totale, 4 basteranno per la maggior parte degli utenti. Purtroppo non possiamo tener traccia di tutte le varie implementazioni da parte dei produttori delle schede madri, per questo vi raccomandiamo di leggere sempre e comunque il manuale del prodotto di vostro interesse, specialmente se avete un chipset antecedente a Kaby Lake.

SSD M.2: le varie tipologie

Riassumendo, gli SSD M.2 possono usare varie configurazioni di linee PCIe, ma possono anche essere semplicemente SATA. Quest’ultima opzione è la meno ideale, visto che avrà i soliti limiti degli SSD da 2.5” SATA, motivo per cui è stato creato lo standard M.2. Detto questo, passiamo invece all’interfaccia logica con cui si approcciano gli SSD M2. Questi dispositivi supportano il comune Advanced Host Controller Interface (AHCI) per assicurare la retrocompatibilità a livello software con dispositivi SATA e sistemi operativi legacy, e la più avanzata interfaccia logica Non-Volatile Memory Express (NVMe) progettata per sfruttare al massimo le capacità dei dispositivi PCIe. Tenendo in considerazione le informazioni fin’ora elencate, vediamo quindi le tre configurazioni possibili.

Legacy SATA

Usato per gli SSD SATA, utilizza il meno performante driver AHCI e il SATA 3.0 per interfacciarsi con la connettività M.2.

PCI Express usando AHCI

Sono gli SSD M.2 PCI Express che utilizzano il driver AHCI e le linee PCIe provviste. Questa combinazione porta la retrocompatibilità del largamente approvato SATA al costo però di una performance non ottimale, a causa dell’utilizzo di AHCI per l’accesso agli SSD PCIe. L’interfaccia AHCI è stata sviluppata con riferimento agli hard disk, di conseguenza la differenza nel funzionamento degli SSD, molto di più simili DRAM, comporta inefficienze se affiancata a quest’ultimi.

PCI Express usando NVMe

Infine abbiamo gli SSD M.2 PCI Express che utilizzano le linee PCIe provviste e il driver NVMe, specificatamente realizzato per tenere il passo con la rapida evoluzione delle memorie flash. Si tratta quindi della configurazione ideale, essendo costruita intorno alla bassa latenza e al parallelismo dei nuovi SSD. Siccome è una nuova tecnologia richiederà più supporto da parte di OS e schede madri e probabilmente darà molti più grattacapo, ma questo non scoraggerà i più esigenti power user.

Speriamo di avervi chiarito i dubbi su questo controverso argomento. Gli standard si stanno concretizzando e mano a mano che il supporto agli SSD NVMe avanza sarà più facile orientarsi nella scelta dei vari prodotti. Per ora rimane abbastanza necessario saper leggere dietro ad acronimi e numeri, ma ci auguriamo che le nostre risorse siano un valido punto di riferimento per gli SSD M.2.

Conclusioni

Capito tutti i dettagli tecnici quindi, come scegliere l’SSD M.2 che fa al caso proprio? Per l’occasione abbiamo realizzato alcuni articoli dedicati ai vari contesti differenti dove suggeriamo determinate tipologie di SSD, dai classici SATA fino agli NVMe. Se siete alla ricerca di un prodotto che fa al caso vostro, quindi, dategli un’occhiata: miglior SSD, miglior SSD gaming, SSD notebook, Mac Mini SSD, SSD MacBook Pro, SSD MacBook Pro Retina.