M.2

M.2
M.2 2280ソリッド ステート ドライブ(SSD)、幅 22 mm、長さ 80 mm、キーが M の位置にある
接続先マザーボード（ いずれか経由）：
一般的なメーカー
デザイン会社PCI-SIG
紹介された2013年11月1日 （2013年11月1日）
寸法
  • 幅: 22 mm (0.87 インチ)
  • 長さ: 30、42、60、80、または110 mm (1.2、1.7、2.4、3.1、または4.3 インチ)
mSATA SSD（左）とM.2 2242 SSD（右）のサイズ比較

M.2（発音は「エム・ドット・ツー」）[ 1 ]は、以前は次世代フォームファクタ（NGFF ）として知られていた、コンピュータ内部に取り付けられる拡張カードとコネクタの規格です。旧来のMini SATA（ mSATA）およびMini PCIe（mPCIe ）規格の置き換えとして開発されました。

M.2は様々なモジュールサイズとインターフェースタイプをサポートし、現代のデバイスに高い柔軟性を提供します。mSATAに比べて小型で高性能なため、ウルトラブックやタブレットコンピューターなどの小型システム、特にソリッドステートドライブ（SSD）に広く使用されています。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

M.2コネクタは、最大4レーンのPCI Express、シリアルATA 3.0、USB 3.0など、複数のインターフェースオプションを提供できます。サポートされるインターフェースは、デバイスとホストの実装によって異なります。M.2モジュールとスロットは、サポートされているインターフェースを示すために、また互換性のない取り付けを防ぐために、異なる「キー」ノッチを使用しています。[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]

ストレージデバイスに関しては、M.2は旧式のAdvanced Host Controller Interface（AHCI）と新式のNVM Express（NVMe）プロトコルの両方をサポートしています。AHCIは従来のSATAベースのシステムやオペレーティングシステムとの互換性を提供し、NVMeは高速SSD向けに設計されており、複数の同時I/O操作をサポートすることで、はるかに高速なパフォーマンスを実現します。[ 2 ] : 14 [ 6 ]

特徴

SATA Express（M.2でも使用） 用の高レベルソフトウェアアーキテクチャ。[ 2 ] : 14 AHCIまたはNVMe経由でSATAおよびPCIeデバイスをサポート。[ 6 ] : 4

M.2 モジュールは、Wi-Fi、Bluetooth、衛星ナビゲーション、近距離無線通信(NFC)、デジタルラジオ、WiGig、ワイヤレス WAN (WWAN)、ソリッドステートドライブ(SSD) などの複数の機能を統合できます。[ 7 ] SATAリビジョン 3.2仕様は、2013 年 8 月のゴールド リビジョンで、ストレージ デバイスの新しい形式として M.2 を標準化し、そのハードウェア レイアウトを指定します。[ 2 ] : 12 [ 8 ] M.2 コネクタを通じて公開されるバスには、 PCI Express (PCIe) 3.0 以降、Serial ATA (SATA) 3.0、USB 3.0 などがあります 。これらの規格はすべて下位互換性があります。

M.2仕様は、最大4つのPCI Expressレーンと1つの論理SATA 3.0（6 Gbit/s）ポートを提供し、これらを同じコネクタから公開することで、PCI ExpressとSATAの両方のストレージデバイスをM.2モジュールの形で接続することができます。公開されたPCI Expressレーンは、バス抽象化レイヤーを追加することなく、ホストとストレージデバイス間の純粋なPCI Express接続を提供します。[ 9 ] PCI-SIG M.2仕様は、2013年12月時点の改訂1.0で、詳細なM.2仕様を提供しています。[ 2 ] : 12 [ 10 ]

ストレージインターフェース

M.2ストレージデバイスとのインタフェースに使用される論理デバイスインタフェースとコマンドセットには、M.2ストレージデバイスのタイプと利用可能なオペレーティングシステムのサポートに応じて、 3つのオプションがあります。 [ 2 ]：14 [ 6 ] [ 9 ]

レガシーSATA
SATA SSD に使用され、M.2 コネクタを通じて公開されるAHCI ドライバーと従来のSATA 3.0 (6 Gbit/s) ポートを介してインターフェイスされます。
AHCI を使用した PCI Express
PCI Express SSDに使用され、AHCIドライバを介してインターフェースされ、PCI Expressレーンを提供することで、オペレーティングシステムで広く普及しているSATAサポートとの下位互換性を確保していますが、パフォーマンスは低くなります。AHCIは、システム内のホストバスアダプタ（HBA）の目的がCPU/メモリサブシステムを、回転磁気媒体をベースにしたはるかに低速なストレージサブシステムに接続することだったことから開発されました。そのため、回転媒体というよりRAMに近い動作をするSSDデバイスにAHCIを適用すると、本質的に非効率な点がいくつか生じます。
NVMeを使用したPCI Express
PCI Express SSDに使用され、NVMeドライバーと付属のPCI Expressレーンを介してインターフェースされ、PCI Express SSDとのインターフェースに特化して設計・最適化された高性能でスケーラブルなホストコントローラーインターフェースです。NVMeは、PCI Express SSDの低レイテンシと強化された並列処理能力を活かし、現代のCPU 、プラットフォーム、アプリケーションの並列処理能力を補完するように、ゼロから設計されています。高レベルでは、AHCIに対するNVMeの主な利点は、より少ないステージでのデータ転送、より深いコマンドキュー、より効率的な割り込み処理などの設計上の利点に基づき、ホストのハードウェアとソフトウェアの並列処理能力を活用するNVMeの能力にあります。

フォームファクタとキーイング

M.2のキーノッチはBとMの位置に設けられ、モジュールの両側にピンのオフセットが見える。[ 11 ]
M.2 SSDのサイズ例。最初の2桁は幅、残りの桁は長さ（ミリメートル単位）を表します（例：22110 = 幅22 mm × 長さ110 mm）。すべてのデバイスがすべてのサイズに対応しているわけではありません。[ 12 ]

M.2規格は、既存のPCI Express Mini Card（Mini PCIe）フォームファクタとコネクタを使用するmSATA規格に基づいています。M.2は、より大きなプリント基板（PCB）の使用を可能にし、モジュールの長尺化と両面実装を可能にします。その結果、M.2 SSDモジュールは、mSATAデバイスのフットプリント内で2倍のストレージ容量を提供できます。[ 2 ] : 20, 22–23 [ 4 ] [ 13 ]

M.2モジュールは長方形で、片側にエッジコネクタ、反対側の中央に半円形の取り付け穴があります。エッジコネクタは75ポジション、最大67ピンで、0.5mmピッチで、PCBの反対側のピンは互いにオフセットされています。コネクタの各ピンの定格は最大50V  、 0.5A で、コネクタ自体は60回の嵌合サイクルに耐えるように設計されています。[ 14 ]：6 ただし、マザーボードに搭載されている多くのM.2スロット（ソケット1、2、3）は、最大3.3Vの電力しか供給しません。[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

M.2規格では、モジュールの幅は12、16、22、30mm、長さは16、26、30、38、42、60、80、110mmが許容されています。市販されているM.2拡張カードの初期ラインナップは幅22mm、長さは30、42、60、80、110mmです。[ 3 ] [ 5 ] [ 14 ] [ 18 ] M.2モジュールサイズのコードには、特定のモジュールの幅と長さの両方が含まれています。たとえば、モジュールコードが「2242」の場合、モジュールの幅は22mm、長さは42mmであることを意味し、「2280」の場合、モジュールの幅は22mm、長さは80mmであることを示します。

M.2モジュールは、ホストの回路基板に用意された嵌合コネクタに取り付けられ、1本の取り付けネジでモジュールが固定されます。コンポーネントはモジュールのどちら側にも取り付けることができますが、モジュールの種類によってコンポーネントの厚さが制限されます。コンポーネントの最大許容厚さは片面あたり1.5 mm、PCBの厚さは0.8 mm ± 10%です。[ 10 ] 片面および両面M.2モジュールには異なるホスト側コネクタが使用され、M.2拡張カードとホストのPCB間のスペースの量が異なります。[ 4 ] [ 5 ] [ 14 ] ホストの回路基板は通常、複数の長さのM.2モジュールを受け入れるように設計されているため、長いM.2モジュールを受け入れることができるソケットは、通常、取り付けネジの位置を変えることで短いモジュールも受け入れます。[ 19 ] [ 20 ]

M.2モジュールのキーと提供されるインターフェース[ 5 ] : 8 [ 14 ] : 3 [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
キーID ノッチ付きピン 提供されるインターフェース 寸法 用途
A （ソケット1） 8～15歳 2 ×  PCIe  ×1、USB 2.0、I 2 C、DP  ×4 1630、2230、3030 Wi-Fi、WWAN、GPS、Bluetooth、NFC
B （ソケット2） 12～19歳 SATA、PCIe ×2、USB 2.0および3.0、オーディオ、UIM、HSIC、SSIC、I 2 C、SMBus2230、2242、2260、2280、22110 SSD
C 16～23歳 将来の使用のために予約されています
D 20～27歳
E （ソケット1） 24～31 2 × PCIe ×1、USB 2.0、I 2 C、SDIO、UART、PCM、CNVi1630、2230、3030 Wi-Fi、WWAN、GPS、Bluetooth、NFC
A+E （ソケット1） 8～15と24～31 2 × PCIe ×1、USB 2.0、CNVi1630、2230、3030 Wi-Fi、WWAN、GPS、Bluetooth、NFC
F 28～35 フューチャーメモリインターフェース（FMI）
G 39～46 カスタム使用のために予約済み（M.2仕様では未使用）
H 43～50 将来の使用のために予約されています
J 47～54
K 51～58
L 55～62
M （ソケット3） 59～66 SATA、PCIe ×4、SMBus 2230、2242、2260、2280、22110 SSD
B+M （ソケット2） 12～19歳と59～66歳 SATA、PCIe×2、SMBus 2230、2242、2260、2280、22110 SSD
M.2モジュールの最大コンポーネント厚さ[ 5 ] : 8 [ 14 ] : 3
タイプID 上側​ 下側
S11.20ミリメートル該当なし
シーズン21.35ミリメートル該当なし
S31.50ミリメートル該当なし
D11.20ミリメートル1.35ミリメートル
D21.35ミリメートル1.35ミリメートル
D31.50ミリメートル1.35ミリメートル
D41.50ミリメートル0.70ミリメートル
D51.50ミリメートル1.50ミリメートル
マザーボード上のM.2ソケット。写真の左上に見えます。このソケットはMの位置にキーが付いており、取り付けネジを2箇所に差し込むことで、2260サイズと2280サイズのM.2モジュールを取り付けることができます。

M.2モジュールのPCBには75極のエッジコネクタが搭載されており、モジュールの種類に応じて、特定のピン位置が削除され、1つ以上のキーノッチが設けられています。ホスト側のM.2コネクタ（ソケット）には、1つ以上の嵌合キー位置が設けられており、ホストが受け入れるモジュールの種類を決定します。2014年4月現在、ホスト側のコネクタには、1つの嵌合キー位置（BまたはM）のみが設けられています。[ 5 ] [ 14 ] [ 11 ] さらに、SATAまたは2つのPCI Expressレーン（PCIe ×2）用のキーを持つM.2ソケットは「ソケット2構成」または「ソケット2」と呼ばれ、4つのPCI Expressレーン（PCIe ×4）用のキーを持つソケットは「ソケット3構成」または「ソケット3」と呼ばれます。[ 2 ] : 15 [ 24 ]

例えば、BとMの位置に2つのノッチを持つM.2モジュールは、最大2つのPCI Expressレーンを使用し、同時により幅広い互換性を提供します。一方、Mの位置に1つのノッチのみを持つM.2モジュールは、最大4つのPCI Expressレーンを使用します。どちらの例もSATAストレージデバイスを搭載できます。同様のキー配列は、USB 3.0接続を利用するM.2モジュールにも適用されます。[ 5 ] [ 11 ] [ 25 ]

様々なタイプのM.2モジュールは、「WWLL-HH-KK」または「WWLL-HH-K」という命名体系で表されます。ここで、「WW」と「LL」はそれぞれモジュールの幅と長さをミリメートル単位で指定します。「HH」部分は、モジュールが片面か両面か、および搭載コンポーネントの最大許容厚さをエンコード形式で指定します。可能な値は上記の右側の表に記載されています。モジュールのキーは、「KK」部分で指定され、上記の左側の表のキーIDを使用してエンコード形式で指定します。モジュールにキーノッチが1つしかない場合は、「K」のみで指定することもできます。[ 5 ] [ 14 ]

M.2規格には、ソケット型モジュールの他に、半田付けされた片面型モジュールのオプションも含まれています。 [ 14 ]

代替基準

NGSFF

2017年、サムスンはNF1またはM.3とも呼ばれる次世代スモールフォームファクタ（NGSFF）と呼ばれる新しいフォームファクタを発表しました。これはサーバーアプリケーションでU.2を置き換える可能性があります。 [ 26 ] NGSFFコネクタはM.2（リビジョン1.1）のコネクタと電気的および寸法的に互換性があり、新しい機能は以前は使用されていなかった（N/C）ピンによって実現されます。[ 27 ] M.2と比較した主な変更点は次のとおりです。

  • SSDの幅（または高さ）は22mmから30.5mmに、厚さは3.88mmから4.38mmに増加しました。これらの変更により、ラックユニットに収まるサイズを維持しながら、より多くのNANDチップをSSDに搭載できるようになりました。[ 28 ]
  • 12V電源用の新しいピン。デバイスは、オプションとなった従来の3.3V電源ではなく、主に12V電源を使用することになっています。[ 28 ]
  • 1つのNGSFFポートで2つのPCIeポート（それぞれ2レーン）を実行する機能。[ 27 ]
  • ラックマウントサーバーの特徴：ホットスワップサポート、インジケータLED、SSDトレイ（新しいネジ穴付き）。[ 27 ]

2018年、PCI-SIGは、NGSFFの新しいピン配置が、次期M.2規格1.2リビジョンのピン配置と衝突するという警告を発しました。新リビジョンでは、以前は非接続（N/C）ピンの一部を使用して、「M」ソケットに1.8V電源とUSB 2.0データを供給します。サムスンはJEDECを通じてNGSFF/NF1の標準化を目指していましたが、そのプロセスは停滞しているようです。[ 29 ]

XFM

JEDEC JESD233は、 XFM組み込みおよびリムーバブルメモリデバイス（XFMD）向けのクロスオーバーフラッシュメモリ（XFM）と呼ばれる別の仕様です。M.2フォームファクタを大幅に小型化したフォームファクタ（XT2とも呼ばれる）に置き換えることを目標としており、はんだ付けメモリの代替としても設計可能です。XFM Expressは、PCI Express物理インターフェースではなくNVMe論理インターフェースを使用します。[ 30 ] [ 31 ]

  • M.2 2242 SSDをUSB 3.0アダプタに接続し、コンピュータに接続します
    M.2 2242 SSDをUSB  3.0アダプタに接続し、コンピュータに接続します
  • M.2モジュール用ドッキングステーション
    M.2モジュール用ドッキングステーション
  • ドッキングステーションの接続スロット
    ドッキングステーションの接続スロット
  • M.2 2280 Samsung 980 PRO PCIe 4.0 NVMe SSD（1 TB のストレージ容量）
    M.2 2280 Samsung 980 PRO PCIe 4.0 NVMe SSD（1 TB のストレージ容量）
  • M.2 2230（左）とM.2 1630 WiFiカード
    M.2 2230（左）とM.2 1630 WiFiカード

参照

注記

参考文献

  1. ^ Gillis, Alexander S. (2021年7月). 「定義：M.2 SSD」 . TechTarget . 2022年2月24日閲覧。
  2. ^ a b c d e f g h i Handy, Jim; Tanguy, Jon; May, Jaren; Akerson, David; Kim, Eden; Coughlin, Tom (2014年9月20日). 「SNIAウェブキャスト：M.2 SSDのすべて」（PDF） . SNIA . 2015年7月15日閲覧。
  3. ^ a b c「SATA M.2カード」。SATA -IO 。 2013年9月14日閲覧。
  4. ^ a b c Kyrnin, Mark. 「M.2とは？ ノートパソコンとデスクトップのコンパクトSSDドライブ向けの新しいインターフェースとフォームファクター」 . compreviews.about.com . 2015年7月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年7月15日閲覧。
  5. ^ a b c d e f g h「M.2コネクタ（NGFF）の概要」（PDF）。ATTEND 。 2014年2月3日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2014年1月17日閲覧。
  6. ^ a b c Landsman, Dave (2013年8月9日). 「SATA Expressデバイス向けインターフェースとしてのAHCIとNVMe – 概要」(PDF) . SATA-IO . 2015年7月15日閲覧。
  7. ^ 「SATA-IO FAQ: M.2カードとは何ですか？仕様の現状はどうなっていますか？」(PDF) SATA -IO 2013年8月8日 p. 2 。 2015年7月15日閲覧。
  8. ^ 「シリアルATAリビジョン3.2（ゴールドリビジョン）」（PDF） . KnowledgeTek . SATA-IO . 2013年8月7日. pp.  194– 209. 2014年3月27日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2015年7月15日閲覧。
  9. ^ a b Wassenberg, Paul (2013年6月19日). 「SATA Express: PCIeクライアントストレージ」(PDF) . SATA-IO . 2013年10月2日閲覧。
  10. ^ a b「PCI Express M.2仕様改訂1.0」。PCI -SIG。2013年。 2013年12月14日閲覧。
  11. ^ a b c Marshall R. (2014年4月7日). 「M.2 SSDを購入する？どれがどれか見分けるには？」 Republic of Gamers . ASUS. 2014年4月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年4月28日閲覧。
  12. ^ 「PS5と互換性のあるSSDはどれですか？」 Gaming Console 101、2023年3月29日。 2023年4月2日閲覧。
  13. ^ 「M.2に関するよくある質問」 . Kingston Technology . 2015年7月15日閲覧。
  14. ^ a b c d e f g h「M.2 (NGFF) クイックリファレンスガイド」(PDF) . Tyco Electronics . 2013年11月16日閲覧。
  15. ^ 「NVMe PCIe SSD - M.2 2280 マニュアル」(PDF) . media.digikey.com .
  16. ^ 「AN13049 - Wi-Fi/Bluetooth/802.15.4 M.2 キー E ピン配置の定義」(PDF)。www.nxp.com。
  17. ^ 「Intel Solid-State Drive 530 Series (M.2)」（PDF） 。2013年9月12日時点のオリジナル（PDF）からのアーカイブ。
  18. ^ Mujtaba, Hassan (2013年7月2日). 「Intel SSD 530シリーズ、来週登場 - NGFF M.2インターフェース搭載」 . Wccftech . 2013年9月14日閲覧。
  19. ^ 「M2P4S M.2 (NGFF) PCIeベースSSDからPCIe ×4アダプター」 HW Tools . 2014年2月14日. 2014年5月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年6月22日閲覧。
  20. ^ Burek, John (2015年4月14日). 「2015年版ガイド：ベストM.2ソリッドステートドライブ」Computer Shopper . 2015年12月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年7月15日閲覧。
  21. ^ 「SSDソケット2およびソケット3用SMBusインターフェース（PCI-SIGエンジニアリング変更通知）」（PDF） . PCI-SIG . 2014年8月11日. p. 2. 2015年7月14日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2015年8月5日閲覧。
  22. ^ 「M.2カードの違いを見分ける方法」 Dell . 2020年3月24日閲覧。
  23. ^ 「PCI Express M.2仕様、リビジョン1.0」（PDF） . PCI-SIG . 2013年11月1日. p. 23. 2021年1月18日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2020年6月13日閲覧。
  24. ^ Zhang, Jack; Liang, Mark (2015年7月4日). 「NVM Expressベースのソリッドステートドライブ：キャズムを乗り越え、主流へ」(PDF) . Intel . p. 39. 2016年6月5日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2015年8月27日閲覧。
  25. ^ Tokar, Les (2013年11月24日). 「M.2 NGFF SSDの標準化（あるいはその欠如）を理解する」 . SSD Review . 2014年4月28日閲覧。
  26. ^ Hensel, Martin; Graefen, Rainer (2018年7月27日). "Was sind NF1, M.3 und NGSFF?" . StorageInsider (ドイツ語). Vogel Communications Group. 2022年7月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年7月10日閲覧。
  27. ^ a b c Wang, David. 「次世代スモールフォームファクター（NGSFF）SSD提案」（PDF）。
  28. ^ a b “NF1 SSD | Samsung Semiconductor” . Samsung . 2020年10月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  29. ^ Tallis, Billy. 「PCI-SIG、M.2とSamsungのNGSFF/NF1の非互換性について警告」 www.anandtech.com . 2018年11月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  30. ^ Lee, Matthew (2021年8月28日). 「M.2に代わるXFMメモリ規格が登場 ― 運が良ければ、はんだ付けストレージも置き換えられるかもしれない」 . TechSpot . 2022年7月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年7月10日閲覧。
  31. ^ Liu, Zhiye (2019年8月6日). 「東芝、NVMe SSD向けXFMEXPRESSフォームファクターを発表」 . Tom's Hardware . 2022年7月10日閲覧。
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