M.2

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Eine SSD mit M.2-Anschluss (rechts) in 80 mm Länge
M.2-Steckplatz für Karten mit 42, 60, 80 oder 110 mm Länge (rechts am Bildrand, mit „163006“ beschriftet)

M.2, früher als Next Generation Form Factor (NGFF) bezeichnet, ist eine Spezifikation für interne Computer-Erweiterungskarten und entsprechende Ports. Die Spezifikation wurde entworfen, um mSATA abzulösen. Aufgrund der kleineren und flexibleren Abmessungen in Verbindung mit erweiterten Funktionen ist M.2 besser für den Anschluss von SSDs geeignet – insbesondere in kompakten Geräten wie Ultrabooks oder Tablets.[1] Nach dem Scheitern von SATA-Express hat sich M.2 aber auch im Desktop durchgesetzt.[2]

Vom M.2-Standard werden folgende drei Bussysteme unterstützt: PCI Express 3.0, SATA Revision 3.x und USB 3.0. Es gibt M.2-Varianten mit bis zu vier PCI-Express-3.0-Lanes (4 × 8 GT/s), einem SATA Revision 3.x (6 Gbit/s) und/oder einem USB-3.0-Port (5 Gbit/s) – alles über einen Anschluss. Damit kann man sowohl PCI-Express als auch SATA-Speicher per M.2 anschließen. An jedem Port können beide Bussysteme auch parallel genutzt werden.

Formfaktoren und Keys[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Geometrie von M.2-Karten mit B-, M- und B & M-Key

M.2-Karten sind rechteckig mit einer Steckerleiste auf einer Seite und einer halbkreisförmigen Aussparung zur Befestigung in der Mitte der gegenüberliegenden Seite. Jeder der bis zu 67 Pins auf 75 möglichen Positionen ist für bis zu 50 V Spannung und 0,5 A Stromstärke ausgelegt, die Steckverbindung selbst auf maximal 60 Steckzyklen. Der M.2-Standard erlaubt Steckkarten mit Breiten von 12, 16, 22 oder 30 mm. Die Länge kann 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 oder 110 mm betragen. Die derzeit gebräuchlichen M.2-SSDs sind 22 mm breit und 42, 60 oder 80 mm lang.[3]

Eine M.2-Karte wird in den passenden Port auf der Platine eines Hosts gesteckt und mit einer Befestigungsschraube fixiert. Komponenten können auf beiden Seiten der Karte angebracht sein. Der Kartentyp gibt vor, ob Komponenten ein- oder beidseitig angebracht sein dürfen und wie hoch die Komponenten auf jeder Seite sein dürfen. Die maximal erlaubte Höhe der Komponenten liegt bei 1,5 mm.[3] Die Bauhöhe des Ports kann flach genug sein um auf die Rückseite eines ATX-Motherboards zu passen oder auch so hoch um zwei M.2-Karten übereinander zu platzieren. Die passende Befestigungsschraube ist in der Regel im Lieferumfang der Host-Platine. Die Schrauben-Spezifikationen für Gewinde, Länge und Kopf-Typ variieren je nach Hardware-Hersteller. Sehr häufig werden zur Befestigung M2x3-Schrauben mit flachem Kopf eingesetzt (Gewinde-Durchmesser 2,0 mm, Länge 3,0 mm, Gewinde-Steigung 0,4 mm).

Je nach Einsatzzweck der M.2-Karte hat diese an bestimmten Stellen der Kontaktkante Aussparungen, die sogenannten Keys. M.2-Ports können Module eines oder mehrerer Keys aufnehmen, je nachdem, welche Steckkarten unterstützt werden. M.2-Module mit Aussparungen in den Positionen B und M nutzen bis zu zwei PCI-Express-Lanes, während M.2-Karten, die nur für Key M geeignet sind, bis zu vier PCI-Express-Lanes verwenden. Beide Typen unterstützen auch SATA als Protokoll.[3] Trotz der Keys muss auf die Ausstattung geachtet werden – dass ein Modul in einen Schacht passt, bedeutet nicht, dass Signalkompatibilität herrscht.[4]

M.2-Modul Keys und Schnittstellen laut PCI-SIG[5][6]
(letzte eingearbeitete Aktualisierung August 2014)[7]
Key
ID
ausgesparte
Pins
verfügbare Schnittstellen
A 8–15 2x PCIe ×1 (mit NVMe), USB, I2C, DP ×4
B 12–19 PCIe ×2 (mit NVMe), SATA, USB, PCM, UIM, SSIC, UART-I2C, SMBus[7]
C 16–23 reserviert für zukünftige Varianten
D 20–27
E 24–31 2x PCIe x1 (mit NVMe), USB, I2C, SDIO, UART, PCM
F 28–35 reserviert für Future Memory Interface (FMI)
G 39–46 reserviert für herstellerspezifische Varianten (nicht definiert in der M.2-Spezifikation)
H 43–50 reserviert für zukünftige Varianten
J 47–54
K 51–58
L 55–62
M 59–66 PCIe ×4 (mit NVMe), SATA, SMBus[7]
des Weiteren gibt es[8]
A & E s. o. PCIe ×2, USB
B & M s. o. PCIe oder SATA

Pin-Belegung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Pin Name I/O Bedeutung Pin Name I/O Bedeutung
01 CONFIG_3 O Presence
02 3.3V PI Stromversorgung
03 GND PI Masse
04 3.3V PI Stromversorgung
05 GND PI Masse
06 POWER_ON_OFF I Ein- und Ausschalten des Moduls
07 USB D+ Daten für USB 2.0
08 W_DISABLE# I Ein- und Ausschalten des Moduls per Software?
09 USB D− Daten für USB 2.0
10 LED# oder DAS/DSS# O
11 GND PI Masse
12 Key B Kerbe für M2-Key-ID B
13 Key B Kerbe für M2-Key-ID B
14 Key B Kerbe für M2-Key-ID B
15 Key B Kerbe für M2-Key-ID B
16 Key B Kerbe für M2-Key-ID B
17 Key B Kerbe für M2-Key-ID B
18 Key B Kerbe für M2-Key-ID B
19 Key B Kerbe für M2-Key-ID B
20 Res reserviert
21 CONFIG_0 O GND-WWAN/OC-SSD
22
23 WAKE_ON_WWAN#
24
25 BodySAR_N
26 GPS_DISABLE#
27 GND PI Masse
28 UIM-REF
29
30 UIM-RESET O
31
32 UIM-CLK O
33 GND PI Masse
34 UIM-DATA IO
35
36 UIM-PWR PO
37
38 DEVSLP Sleep Mode
39 GND PI Masse
40 I2C_SCL IO I2C Clock
41 PER0N/SATA B+
42 I2C_SDA IO I2C Data
43 PER0P/SATA B−
44 I2CIRQ IO
45 GND PI Masse
46 SYSCLK O
47 PET0N/SATA A−
48 TTX_BLANKING
49 PET0P/SATA A+
50 PERST#
51 GND PI Masse
52 CLKREQ#
53 REFCLKN
54 PEWAKE#
55 REFCLKP
56
57 GND PI Masse
58
59 Key M oder ANTCTL0 O Kerbe für M2-Key-ID M
60 Key M Kerbe für M2-Key-ID M
61 Key M oder ANTCTL1 O Kerbe für M2-Key-ID M
62 Key M Kerbe für M2-Key-ID M
63 Key M oder ANTCTL2 O Kerbe für M2-Key-ID M
64 Key M Kerbe für M2-Key-ID M
65 Key M oder ANTCTL3 O Kerbe für M2-Key-ID M
66 Key M oder SIM_DET Kerbe für M2-Key-ID M oder SIM hot swap Detection Pin
67 RESET# I
68 SUSCLK
69 CONFIG_1 O
70 3.3V PI Stromversorgung
71 GND PI Masse
72 3.3V PI Stromversorgung
73 GND PI Masse
74 3.3V PI Stromversorgung
75 CONFIG_2 O USB 3.0 IND (OC-U3/GND)

Bilder[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Alles, was man über M.2 wissen muss. HardwareSchotte, abgerufen am 4. Juli 2014.
  2. Volker Rißka: Statt SATA Express nun M2-Support für Intel-Chipsätze. Abgerufen am 21. August 2020.
  3. a b c All About M.2 SSDs. SATA-IO, abgerufen am 4. Juli 2014.
  4. Kent Smith: M.2: Is this the Prince of SSD form factors? lsi.com, abgerufen am 4. Juli 2014.
  5. PCI Express M.2 Specification, Revision 1.0 (PDF) PCI-SIG. 1. November 2013. Abgerufen am 13. Juni 2020.
  6. M.2 Connector (NGFF) Introduction (PDF) ATTEND. Archiviert vom Original am 3. Februar 2014. Abgerufen am 17. Januar 2014.
  7. a b c SMBus interface for SSD Socket 2 und Socket 3 (PCI-SIG engineering change notice) (PDF) PCI-SIG. 11. August 2014. Abgerufen am 5. August 2015.
  8. M.2 SSD Guide – PCIe, NVMe und Co. erklärt. Abgerufen am 8. Mai 2020.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Commons: M.2 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien