SSD M.2 : plutôt M.2 fois qu’une

On prend la même ligne de Bus ?

Le M.2 c’est un peu comme le Yéti : tout le monde a son avis sur la chose, ça fait rêver certains, d’autres n’y croient pas du tout, mais surtout c’est velu comme sujet ! A la rédaction de cet article, il m’est apparu essentiel d’être le plus synthétique possible au moins pour cette partie, car ça va être long et théorique. Si seule la pratique vous intéresse direction le point suivant. Trêve de digressions on attaque.

La clé c’est la « key »

Dans un monde parfait le fabricant de carte mère vous donne une info qui tient du détail, une sombre histoire de clé : A key, B key, E key, M key, voire B+M key. En français il s’agit de la position du détrompeur. La plupart des SSD M.2 actuels sont en B+M key, c’est à dire qu’il y a deux encoches au niveau des pistes (voir schema). Les SSD ultra rapides eux optent pour du M key.
Du coup si le port de votre carte mère n’est pas indiqué comme M key ou B key, prudence il est possible que le port n’accepte pas de SSD.
Mais ça c’est dans un monde parfait, souvent les infos sont plus cryptiques.

Ci-dessous un tableau provenant d’Ars technica que j’ai simplifié pour résumer les choses :

Key Interfaces possibles Utilisation courante
A PCIe 2x, USB 2.0 Modules WiFi/bluetooth, Modules 3G/4G
B PCIe 2x, SATA, USB 2.0, USB 3.0 SSD SATA et PCI-E 2x
E PCIe 2x, USB 2.0 Modules WiFi/bluetooth, Modules 3G/4G
M PCIe 4x, SATA SSD PCI-E 4x (NVMe)

 

les différents types de Key

les différents types de Key (cliquez pour zoomer)

Le bus de communication

On retrouve la même problématique que l’USB Type C : pour un type connecteur donné le consortium qui gère la connectique a décidé qu’il pouvait accueillir plusieurs normes, en l’occurrence SATA ou PCI-Express, voire USB mais c’est plus rare.
En SATA les limitations sont simples, elles sont identiques aux ports SATA III de votre carte mère soit 6 Gb/s, ce qui fait 750 Mo/sec. En PCI-express ça se complique un peu puisque le débit va dépendre de différents facteurs laissés au bon gré des fabricants de cartes mères.

La norme PCI-Express et le nombre de lignes

Définissons tout d’abord les débits du bus PCI-Express en sachant qu’il existe à ce jour 3 générations de PCI-Express :

– Débit d’une ligne PCI-express Gen1 : 250 Mo/s
– Débit d’une ligne PCI-Express Gen2 : 500 Mo/s
– Débit d’une ligne PCI-Express Gen3 : 984.6 Mo/s qu’on va arrondir à 1000 Mo/s

Une configuration dispose d’un certain nombre de ligne PCI-Express, qui varie en fonction du processeur, du contrôleur principal de la carte mère et d’éventuels ponts intégrés à celle-ci (les fameuses puces PLX par exemple). Ces lignes sont utilisées par les contrôleurs intégrées à la carte mère (audio réseau par exemple), pour les ports PCI-Express ou SATA Express et pour ce qui nous intéresse : le ou les ports M.2.

Un port M.2 peut prendre jusqu’à 4 lignes PCI-express Gen3. Comme ce nombre de ligne est limité, il arrive qu’un port M.2 ne soit pas pleinement câblé ou qu’il ait recours à du PCI-Express Gen2, là où seul le PCI-express Gen3 vous garantit de profiter pleinement de votre SSD NVMe (nous reviendrons sur le NVMe dans un prochain article si vous êtes sage mais on peut résumer en disant que c’est une interface qui optimise l’envoi des données du SSD passant par le bus PCI-Express).

Vous entendrez parfois parler de socket 1 socket 2 ou 3, cela indique le nombre de lignes PCI-express attribuée au port M.2, mais pour l’instant les fabricants communiquent peu dessus.
Socket 2 = SATA ou 2 lignes PCI Express (PCIe ×2)
Socket 3 = 4 lignes PCI Express (PCIe ×4)

Voici un tableau qui synthétise ce qu’on vient d’aborder, si vous ne devez retenir qu’une chose c’est ça :

1 ligne 2 lignes 3 lignes 4 lignes
SATA 3 750 Mo/sec (6 Gb/s)
PCI-Express Gen2 500 Mo/sec

(5 Gb/s)

1000 Mo/sec

(10 Gb/s)

1500 Mo/sec

(15 Gb/s)

2000 Mo/sec

(20 Gb/s)

PCI-express Gen3 1000 Mo/sec

(8 Gb/s)

2000 Mo/sec

(16 Gb/s)

3000 Mo/sec

(24 Gb/s)

4000 Mo/sec

(32 Gb/s)

Le format

Là c’est facile ! Les dimensions d’un module M.2 s’exprime via une série de chiffres, les deux premiers pour la largeur en millimètre les suivants pour la longueur, toujours en mm. Sachant qu’un module doit impérativement avoir une longueur inférieure ou égale à la longueur max donnée par une carte mère (un SSD 2260 sur une carte mère 2280 = OK un SSD 22110 sur une carte mère 2280 = Non).

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  • r0u6e

    Chouette article, vraiment intéressant !

    Mais du coup, 4go/s de débit réel, ca n’apporte un avantage que pour des fichiers > 4go non ?
    Dans une copie par exemple, les fichiers sont traités les uns à la suite des autres, du coup si leur poids est inférieur à 4go, le débit « utilisé » ne peut excéder le poids du fichier en cours de transfert. On reste donc limité par les temps d’accès disque ?

    J’en profite pour une question transversale :
    Sur le hardware desktop, on arrive généralement à trouver les infos, sur les laptops c’est la misère ! Du coup comment trouver l’info pour les marques qui restent avares de détails ? Pour ma part, j’attends avec impatience l’éventuelle nouvelle version du Razer Blade 2016 (le 14″).

    La seule info indiquée est maigre : 256GB SSD (PCIe M.2) / 512GB SSD (PCIe M.2)

    Alors ?
    – PCIE : Gen1 ? Gen2 ? Gen3 ? Combien de lignes ^^ ?
    – Quid du SSD ? On ne sait même pas quel marque / modèle est utilisé.. Est il NVMe ?

    Bref tout ceci reste bien frustrant ^^

    • Christophe.C

      Bonjour,
      Effectivement en cas le lecture/écriture séquentielle les petits fichiers sont un cauchemar, autant pour les SSD que les HDD d’ailleurs. C’est tout l’intérêt du NWMe, dont je n’ai pas parlé dans cet article, mais je reviendrai sur ce point prochainement.
      Ici le but est avant tout de présenter le M.2 d’un point de vue carte mère, et des déconvenues qu’on peut rencontrer avec certaines.

      Les fabricants de laptop sont loin d’être transparents, et si encore cela ne concernait que le port M.2 ! Après des débuts erratiques, les fabricants de cartes mères sont de plus en plus clairs, on peut espérer que les fabricants de portables s’en inspirent … en attendant DESKTOP POWAAAA !

  • NoOneIsInnocent

    Hugh,

    Excellent exercice de vulgarisation, bravo Christophe !