M.2 SSD가 PC를 더 빠르게 만드는 방법

컴퓨터, 특히 랩톱이 계속 소형화됨에 따라 스토리지 드라이브와 같은 구성 요소도 그에 따라 더 작아 질 필요가 있습니다. 솔리드 스테이트 드라이브가 출시됨에 따라 울트라 북 과 같은 더 얇은 디자인에 배치하기가 조금 더 쉬워졌지만 문제는 업계 표준 SATA 인터페이스를 계속 사용하고있었습니다. 결국 mSATA 인터페이스는 여전히 SATA 인터페이스와 상호 작용할 수있는 씬 프로파일 카드를 생성하도록 설계되었습니다. 이제 문제는 SATA 3.0 표준이 SSD의 성능을 제한한다는 것입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 새로운 형태의 소형 카드 인터페이스를 개발해야했습니다. 원래 NGFF (Next Generation Form Factor)라고 불리는이 인터페이스는 마침내 SATA 버전 3.2 사양에 따라 새로운 M.2 드라이브 인터페이스로 표준화되었습니다.

빠른 속도

물론 크기가 새로운 인터페이스를 개발하는 요인이기는하지만 드라이브의 속도 또한 중요합니다. SATA 3.0 사양은 드라이브 인터페이스에서 SSD의 실제 대역폭을 약 600MB / s로 제한했습니다. 이는 많은 드라이브가 이제 도달 한 것입니다. SATA 3.2 사양은 SATA Express 와 마찬가지로 M.2 인터페이스를위한 새로운 혼합 방식을 도입했습니다. 본질적으로 새로운 M.2 카드는 기존 SATA 3.0 사양을 사용할 수 있으며 600MB / s로 제한되거나 현재 PCI-Express 3.0에서 1GB / s의 대역폭을 제공하는 PCI-Express 를 사용할 수 있습니다 표준. 이제는 1GB / s 속도가 단일 PCI-Express 레인의 속도입니다. 다중 차선을 사용할 수 있으며 M.2 SSD 사양에서 최대 네 개의 차선을 사용할 수 있습니다. 두 차선을 사용하면 2.0GB / s, 네 차선이 4.0GB / s를 제공 할 수 있습니다. PCI-Express 4.0이 출시되면이 속도가 두 배가됩니다.

이제 모든 시스템이 이러한 속도를 달성하지는 못합니다. 컴퓨터의 M.2 드라이브와 인터페이스는 동일한 모드로 설정되어야합니다. M.2 인터페이스는 레거시 SATA 모드 또는 최신 PCI-Express 모드를 사용하도록 설계되었지만 드라이브는 사용할 모드를 선택합니다. 예를 들어, SATA 레거시 모드로 설계된 M.2 드라이브는 600MB / s 속도로 제한됩니다. 이제 M.2 드라이브는 최대 4 레인 (x4)의 PCI-Express와 호환 될 수 있지만 컴퓨터는 2 레인 (x2) 만 사용합니다. 따라서 최대 속도는 2.0GB / s에 불과합니다. 따라서 최대한의 속도를 얻으려면 드라이브와 컴퓨터 또는 마더 보드가 지원하는 사항을 모두 확인해야합니다.

더 작고 큰 크기

M.2 드라이브 디자인의 목표 중 하나는 저장 장치의 전체 크기를 줄이는 것이 었습니다. 이는 여러 가지 다른 방법 중 하나를 통해 이루어집니다. 첫째, 그들은 이전의 mSATA 폼 팩터보다 더 좁은 카드를 만들었습니다. M.2 카드는 30mm의 mSATA에 비해 폭이 22mm에 불과합니다. 카드는 또한 mSATA의 50mm와 비교하여 단지 30mm 길이로 단락 될 수 있습니다. 다른 점은 M.2 카드가 최대 110mm의 긴 길이를 지원한다는 것입니다. 즉, 칩에 더 많은 공간을 제공하여 실제로 용량이 더 커질 수 있습니다.

카드의 길이와 너비 외에도 단면 또는 양면 M.2 보드 옵션도 있습니다. 왜 두 가지 두께가 다른가요? 음, 단일 단면 보드는 매우 얇은 프로파일을 제공하며 초박형 노트북에 유용합니다. 반면에 양면 보드는 M.2 보드에 2 배의 칩을 설치하여 더 큰 저장 용량을 제공하므로 공간이 그다지 중요하지 않은 소형 데스크탑 애플리케이션에 유용합니다. 문제는 카드의 길이에 대한 공간 외에 컴퓨터에있는 M.2 커넥터의 종류를 알아야한다는 것입니다. 대부분의 랩톱은 양면 커넥터 만 사용하므로 양면 M.2 카드를 사용할 수 없습니다.

명령 모드

10 년 이상 동안 SATA는 컴퓨터 플러그 앤 플레이를위한 스토리지를 만들었습니다. 이는 인터페이스 사용이 매우 간편하고 AHCI (Advanced Host Controller Interface) 명령 구조 덕분입니다. 이것은 컴퓨터가 저장 장치와 지침을 전달할 수있는 방법입니다. 모든 현대 운영 체제에 내장되어 있으므로 새 드라이브를 추가 할 때 운영 체제에 추가 드라이버를 설치할 필요가 없습니다. 그것은 훌륭하게 작동했지만 드라이브 헤드와 플래터의 물리적 특성으로 인해 명령을 처리 할 수있는 능력이 제한적인 하드 드라이브 시대에 개발되었습니다. 32 개의 명령을 가진 단일 명령 대기열이면 충분했습니다. 문제는 솔리드 스테이트 드라이브가 훨씬 더 많은 작업을 수행 할 수 있지만 AHCI 드라이버에 의해 제한된다는 것입니다.

이러한 병목 현상을 제거하고 성능을 향상시키기 위해 NVMe (비 휘발성 메모리 익스프레스) 명령 구조 및 드라이버가 솔리드 스테이트 드라이브의이 문제를 해결하는 수단으로 개발되었습니다. 단일 명령 대기열을 사용하는 대신 대기열 당 65,536 개의 명령까지 최대 65,536 개의 명령 대기열을 제공합니다. 따라서 AHCI 명령 구조보다 성능을 향상시키는 데 도움이되는 저장소 읽기 및 쓰기 요청을보다 병렬로 처리 할 수 ​​있습니다.

이것이 훌륭하지만 약간의 문제가 있습니다. AHCI는 모든 최신 운영 체제에 내장되어 있지만 NVMe는 그렇지 않습니다. 드라이브에서 최대한의 잠재력을 얻으려면이 새로운 명령 모드를 사용하려면 드라이버를 기존 운영 체제 위에 설치해야합니다. 이는 오래된 운영 체제를 사용하는 많은 사람들에게 문제가됩니다. 고맙게도 M.2 드라이브 사양을 사용하면 두 가지 모드 중 하나를 사용할 수 있습니다. 따라서 AHCI 명령 구조를 사용하여 기존 컴퓨터 및 기술로 새 인터페이스를 쉽게 채택 할 수 있습니다. 그런 다음 NVMe 명령 구조에 대한 지원이 소프트웨어로 향상되면이 새로운 명령 모드에서 동일한 드라이브를 사용할 수 있습니다. 두 모드를 전환하려면 드라이브를 다시 포맷해야합니다.

향상된 전력 소비

모바일 컴퓨터는 배터리의 크기와 다양한 구성 요소에 의해 소비되는 전력에 따라 작동 시간이 제한됩니다. 솔리드 스테이트 드라이브는 스토리지 구성 요소의 에너지 소비를 상당 부분 감소시켜 배터리 수명을 향상 시켰지만 개선의 여지가 있습니다. M.2 SSD 인터페이스는 SATA 3.2 사양의 일부이기 때문에 인터페이스 이외의 다른 기능도 포함됩니다. 여기에는 DevSleep이라는 새로운 기능이 포함됩니다. 전원이 완전히 끊어지지 않고 시스템이 닫히거나 꺼지면 절전 모드로 전환되도록 설계된 시스템이 점점 더 많아지면서 배터리가 지속적으로 소모되어 장치가 깨어 났을 때 빠른 복구를 위해 일부 데이터가 활성화됩니다. DevSleep은 새로운 저전력 상태를 만들어 M.2 SSD와 같은 장치에서 사용하는 전력량을 줄입니다. 이렇게하면 사용하는 동안 전원이 꺼지기보다는 잠자기 상태에있는 시스템의 실행 시간을 연장하는 데 도움이됩니다.

문제 해결

M.2 인터페이스는 컴퓨터 저장 장치 및 컴퓨터 성능을 향상시키는 기능에 추가되었습니다. 그러나 초기 구현에는 약간의 문제가 있습니다. 새 인터페이스에서 최상의 성능을 얻으려면 컴퓨터가 PCI-Express 버스를 사용해야합니다. 그렇지 않으면 기존 SATA 3.0 드라이브와 동일하게 실행됩니다. 이것은 큰 문제가 아니지만 사실이 기능을 사용하는 처음 몇 개의 마더 보드에서 많은 문제가 있습니다. SSD 드라이브는 루트 또는 부팅 드라이브로 사용할 때 최상의 환경을 제공합니다. 문제는 기존 Windows 소프트웨어가 SATA가 아닌 PCI-Express 버스에서 부팅하는 많은 드라이브에 문제가 있다는 것입니다. 즉, 빠른 속도로 PCI-Express를 사용하는 M.2 드라이브를 사용하면 운영 체제 나 프로그램이 설치된 기본 드라이브가되지 않습니다. 결과는 빠른 데이터 드라이브는 있지만 부팅 드라이브는 아닙니다.

모든 컴퓨터와 운영 체제에서이 문제가있는 것은 아닙니다. 예를 들어, Apple은 루트 파티션에 PCI-Express 버스를 사용하기 위해 OS X를 개발했습니다. 이는 애플이 2013 년 맥북 에어에서 SSD 드라이브를 PCI-Express로 전환했기 때문에 M.2 사양이 확정되기 전이다. Microsoft는 새로운 PCI-Express 및 NVMe 드라이브를 완전히 지원하도록 Windows 10을 업데이트했습니다. 하드웨어가 지원되고 외부 드라이버가 설치된 경우 이전 버전의 Windows를 사용할 수 있습니다.

M.2를 사용하여 다른 기능을 제거하는 방법

특히 데스크톱 마더 보드 와 관련된 또 다른 관심 영역은 M.2 인터페이스가 나머지 시스템에 어떻게 연결되어 있는지에 관한 것입니다. 프로세서와 나머지 컴퓨터 사이에는 제한된 수의 PCI-Express 레인이 있음을 알 수 있습니다. PCI-Express 호환 M.2 카드 슬롯을 사용하려면 마더 보드 제조업체에서 PCI-Express 레인을 시스템의 다른 구성 요소에서 분리해야합니다. PCI-Express 레인이 보드상의 장치들 사이에서 어떻게 분리되는지가 주요 관심사입니다. 예를 들어, 일부 제조사는 PCI-Express 레인을 SATA 포트와 공유합니다. 따라서 M.2 드라이브 슬롯을 사용하면 4 개의 SATA 슬롯 이상을 차지할 수 있습니다. 다른 경우. M.2는 다른 PCI-Express 확장 슬롯과 함께 해당 레인을 공유 할 수 있습니다. M.2를 사용하여 다른 SATA 하드 드라이브 , DVD 또는 Blu-ray 드라이브 또는 기타 확장 카드의 잠재적 인 사용을 방해하지 않도록 보드가 어떻게 설계되었는지 확인하십시오.