SATA vs. M.2: Connettori che permettono un computing più veloce

La capacità di archiviazione dei dati è stata una delle principali preoccupazioni tecnologiche per decenni. Nel 1999 IBM ha introdotto il Microdrive, che all'epoca era il disco rigido più piccolo con la maggiore capacità di archiviazione sul mercato: ben 340 MB. Con la rapida crescita della tecnologia alle porte dell'archiviazione dei dati, anche i connettori tecnologici standard connectors hanno dovuto essere innovati per diventare più piccoli e veloci. Nel 2003, i dispositivi di archiviazione Hard Disk Drive (HDD) utilizzavano connettori di interfaccia SATA grazie alla loro accettazione industriale e alle elevate velocità di trasferimento dati. I primi connettori SATA avevano velocità di circa 150 MB/s, il che era ottimo per l'epoca.

Che cos'è SATA? 

Con le dimensioni di archiviazione in aumento, i fattori di forma che diventano sempre più compatti e gli utenti che creano e consumano costantemente sempre più dati, i connettori e le interfacce SATA nei laptop e desktop dovevano tenere il passo con le richieste di velocità. La prima revisione rilasciata per SATA nel 2004 ha effettivamente raddoppiato la velocità con un tasso di trasferimento nativo di 300 MB/s. Le velocità SATA sono raddoppiate nuovamente nel 2008. Nel frattempo, è stato introdotto il primo Hard Disk Drive da 1 TB da 3,5 pollici, mostrando al mondo della tecnologia che l'archiviazione dei dati e le velocità stavano raggiungendo livelli sempre più elevati. Inutile dire che SATA è diventato lo standard dell'interfaccia dei bus dei computer per consumatori, utilizzata per collegare i dischi rigidi e successivamente i dischi a stato solido.

Cos'è PCIe?

Nel 2009, la Serial ATA International Organization annunciò un nuovo standard di connessione: Mini-SATA, comunemente abbreviato mSATA. Questa era una leggera variante rispetto al connettore di espansione Peripheral Component Interconnect Express, o PCIe. Il connettore PCIe e le Mini Cards furono introdotti nel 2005 e venivano comunemente utilizzati per schede grafiche, schede di rete e schede audio, generalmente sulle schede madri dei computer – ma nulla di più. Il connettore mSATA fu utilizzato nel primo Apple MacBook Air come connettore SSD, ma non per molto tempo. Dopo un po' di innovazione e una riprogettazione del piccolo SSD Mini PCIe, il mSATA fu rapidamente sostituito dallo standard Mini PCIe v2 – o quello che oggi chiamiamo M.2. 

Che cos'è M.2?

Lo standard M.2, che ha sostituito improvvisamente il mSATA, consente diverse larghezze e lunghezze dei moduli del computer e offre funzionalità di interfaccia più avanzate. I connettori M.2 sono così versatili che possono integrare molteplici funzioni come Wi-Fi, Bluetooth, Navigazione Satellitare, Comunicazione Near Field, Radio Digitale Ibrida, Wireless Gigabit Alliance, Wireless Wide Area Network e, naturalmente, Archiviazione Dati su Disco Solido.

NVMe vs. SATA: Differenze principali

Esistono due categorie distinte in cui si collocano i connettori M.2, in termini di protocolli di bus, per i dispositivi di archiviazione. Ci sono i protocolli M.2 SATA, il che significa che comunicano nello stesso modo in cui lo facevano i vecchi drive SATA, solo con un diverso formato e velocità di queueing più elevate. Poi ci sono i connettori PCIe M.2, che utilizzano il protocollo di interfaccia NVMe, molto, molto più veloce rispetto all'interfaccia SATA legacy. Proprio come SATA storicamente utilizzava IDE, AHCI e RAID, PCIe ha NVMe come modalità di interfaccia con il processore. NVMe è in grado di sfruttare la minore latenza delle moderne CPU e ha essenzialmente reso obsoleti SATA e AHCI.

Unità M.2: Una soluzione più comune

Solo due anni fa, i connettori M.2 erano ovviamente disponibili, ma c’era poca implementazione perché i componenti legacy come mSATA o persino SATA erano ancora ampiamente utilizzati. Questo potrebbe essere stato dovuto al fatto che gli SSD (Solid State Drive) M.2 erano ancora relativamente nuovi e generalmente non potevano competere con gli SSD SATA in termini di velocità e prezzo. Tuttavia, gli M.2 stanno diventando sempre più comuni nei prodotti di consumo come schede madri, tablet e praticamente qualsiasi dispositivo di piccole dimensioni che richieda molta capacità di archiviazione, semplicemente perché gli SSD M.2 PCIe stanno diventando significativamente più economici e molto più veloci rispetto agli SSD SATA legacy che continuano a saturare gli spazi di vendita al dettaglio. Per dare una prospettiva sulla velocità, questo SSD M.2 PCIe di Kingston può leggere e scrivere a velocità di 1400 MB/s e 1000 MB/s, rispettivamente. Si tratta di oltre 20 volte la velocità di un tradizionale Disco Rigido (Hard Disk Drive) che ha dominato l’industria dell’archiviazione solo cinque anni fa!

Poiché l'M.2 è così versatile, ha adottato diversi standard di dimensioni, o quelli che vengono chiamati Key. Esistono quattro tipi principali di Key per gli slot M.2 che sono attualmente ampiamente utilizzati: A, B, E e M. Tuttavia, esistono in realtà 12 identificatori di Key differenti – la maggior parte dei quali sono riservati per usi futuri. Gli identificatori di Key sono semplicemente una rappresentazione sintetica di dove si trova un blocco fisico sul connettore. Questo blocco viene utilizzato per distinguere la distribuzione delle informazioni tra i vari dispositivi. Ecco una pratica tabella delle Key M.2 come riferimento.

Un'altra caratteristica importante dell'M.2 è la flessibilità nella lunghezza e larghezza del modulo. Questo è spesso indicato nella nomenclatura del numero di parte del modulo. Dai un'occhiata a questa guida molto utile su come TE Connectivity assegna i numeri di parte ai suoi connettori M.2.

La diversità di lunghezza e larghezza dell'M.2 è molto preziosa, semplicemente perché consente di utilizzare la stessa famiglia di connettori in una vasta gamma di tecnologie specifiche per le applicazioni. Ad esempio, in teoria, si potrebbe utilizzare un connettore M.2 con "chiave B" in molteplici applicazioni di connessione nel proprio progetto, poiché questa chiave accetta così tanti tipi di interfacce diverse, anche se i moduli stessi possono avere lunghezze diverse.   Indipendentemente dalle tue applicazioni, i connettori M.2 PCIe sono estremamente versatili e diventeranno sempre più diffusi nelle applicazioni tecnologiche. Stanno diventando comunemente integrati in diverse tecnologie e rappresentano il futuro della connettività per l'archiviazione dei dati flash nei prodotti destinati ai consumatori.