M.2 Sockel auf Mainboard: Welcher genaue Unterschied bei SATA und PCIe?

Servus!

Ich habe mal eine grundsätzliche Frage zum Thema M.2 Sockel auf Mainboards:

Worin besteht der genaue Unterschied bei den SSDs, die man in diesen Sockeln montieren kann? Ich habe mir schon einiges an Infos zusammengesucht, aber ich verstehe den genauen Unterschied nicht.

Die SSDs sind nach dem Standard 2280 für M.2. Wie werden die genau angesprochen? Braucht man dafür einen speziellen Chipsatztreiber oder einen AHCI Treiber? Welcher Standard ist schneller? Was ist die technisch beste Lösung?

Gruß LE

M.2 SSDs sind in der Regel ca. 5x schneller 2500MB/s (beim lesen und bei einigen auch schreiben) als "normale ssds 500 MB/s, M.2 erlaubt mehr Datendurchsatz, max. 32Gb/s = ca. 4000MB/s, bei SATA III sind es max. 6Gb/s = ca. 750MB/s . M.2 ist also theoretisch 5x schneller, aber auch in der Praxis ist die PCIe Anbindung schneller und spart auch noch Strom. Die Latenz ist auch kleiner. Insgesamt ist M.2 die aktuelle Lösung, ich würde beim Neukauf auf M.2 PCIe umsteigen und normale/alte SSDs nur für Backup kaufen.
M.2 PCIe spart auch noch Platz, ist also wesentlich kleiner und kann besser in Notebooks oder Tablets eingebaut werden.

M.2 ist nur der Slot und 2280 beschreibt die Länge. Dann gibt's die 2 Varianten SATA und PCIe. Ersteres ist von der Performance und dem Verhalten her identisch mit 2,5" SSDs mit SATA. Die PCIe Varianten sind eher mit Steckkarten vergleichbar und haben deutlich mehr Potential bei der Performance, benötigen aber auch die entsprechende Unterstützung vom BIOS/UEFI da sie meist NVME (und kein AHCI) nutzen (zumindest wenn man davon Booten will)

Wichtig ist dabei auch immer was der Slot am Mainboard überhaupt kann. Nicht jedes kann PCIe mit voller Performance (4 Lanes mit PCIe 3.0), manche evtl. sogar nur SATA.

M.2 ist die physische Schnittstelle, welche es in verschiedenen Ausführungen gibt (M-Key, B-Key).

M.2 Karten gibt es in verschiedenen Längen und theoretisch auch Breiten. Faktisch sind alle Karten 22mm breit. Die Länge von SSDs ist idR 80mm, das ergibt dann M.2 2280 (22mm x 80mm). M.2 Wifi Module sind oft nur 42mm lang (-> 2242).

Die Karten werden elektrisch entweder per SATA oder PCIe (theoretisch auch per USB möglich) angebunden. Hierfür gibt es die unterschiedlichen Kerben in den Karten/Slots, damit man das auch äußerlich unterscheiden kann (M-Key, B-Key).

Wenn eine M.2 SSD per SATA (= AHCI Protokoll) angesprochen wird, dann werden die Daten im Chipsatz an den SATA-Controller weitergeleitet. Der M.2 Slot ersetzt dann einen SATA Anschluss, darum wird hier ein SATA Anschluss auf dem Mainboard deaktiviert, wenn man eine SATA M.2 SSD nutzt. Wenn man eine SATA M.2 SSD per Adapter-Karte verbauen will, muss man zusätzlich ein SATA Kabel zu einem SATA-Port auf dem Mainboard verlegen. Durch eine SATA M.2 SSD erhält man also nicht mehr Geschwindigkeit, sondern spart "nur" Platz und Kabel. Gerade in Notebooks nicht unwichtig. Aber auch ein ordentlicher Desktop-PC mit weniger Kabeln hat seine Vorteile.

Hingegen werden M.2 SSDs, welche per PCIe angesprochen werden, direkt über PCIe Lanes an die CPU angebuden (bzw. per Umweg über das DMI bei Intel Chipsätzen). Grundsätzlich können PCIe M.2 SSDs auch über das AHCI Protokoll angesprochen werden. AHCI wurde aber nicht für SSDs erfunden, sondern für klassische Festplatten. Darum wurde für SSDs extra das NVMe Protokoll erschaffen. Somit stellen per PCIe angebundene SSDs mit NVMe Protokoll derzeit das Optimum dar.

SSDs gibt es mit M.2, U.2 oder als PCIe Karte am Markt. Genau wie bei PCIe Karten ist zu beachten, dass man PCIe SSD mit unterschiedlichen PCIe Generationen (2.0 oder 3.0) und unterschiedlicher Anzahl an Lanes (2x, 4x, 8x) kaufen kann. Darum wird natürlich eine M.2 PCIe SSD, welche auf 4x PCIe 3.0 ausgelegt ist, in einem 2x PCIe 2.0 Slot extrem ausgebremst.

Vielen Dank schon mal für die Antworten bisher. Es ist also so, dass man sich auf einen Standard festlegen muss und ggf. eine SSD für SATA später ein einem anderen Board mit einem m.2 Sockel für PCIe nicht mehr funktioniert, richtig?

Es ist also so, dass man sich auf einen Standard festlegen muss

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Naja was heißt festlegen. Man kauft sich eine PCI-E M.2 SSD wenn das Board das kann und wenn man bei Benchmarks der König sein will. Wenn nicht dann holt man sich weiterhin die Festplatte in 2,5" und schließt die per Kabel an den SATA Controller an. Eine M.2 Sata SSD zu kaufen macht in meinen Augen keinen Sinn.
Du wirst keine besser Performance feststellen. Zukünfige Mainboard haben eher eine PCI-E M.2 Schnittstelle, bzw schränkt man sich da auch wieder ein wenn man welche mit SATA Unterstützung benötigt.

ich habe keine Glaskugel, aber ich gehe davon aus, dass M.2 Slot auf Mainboards noch sehr lange sowohl SATA als auch PCIe beherrschen werden. Wie stage richtig geschrieben hat, wird der Trend eher in Richtung 2 M.2 Slots gehen.

Mit der Samsung 960 Evo/Pro und der Intel 600p/6000p kommt PCIe mit NVMe solangsam im Mainstream an. Ich würde nicht mehr auf SATA mit AHCI setzen. Selbst wenn man die hohen Übertragungsraten nicht wirklich benötigt, hat NVMe zusätzlich noch einen Vorteil bei der Latenz, weil das Protokoll speziell für PCIe SSDs entwickelt wurde.

Was auch möglich ist: Mainboards, die an M.2 sowohl SATA als auch PCIe bereitstellen. Beispiel wäre das Gigabyte GA-H110N. Hier ein Auszug aus dem Handbuch, Seite 14.

Link zur Herstellerseite: http://www.gigabyte.com/products/product-page.aspx?pid=5738#ov

Ich möchte mir bei meinem neuem System das Board ASRock Fatal1ty X99 Professional Gaming i7 kaufen.
In der BA steht: * If you install CPU with 28 lanes, the M2_1 only supports SATA type M.2 module.
Der Prozessor den ich mir ausgesucht habe ist der 6800K. Der hat ja nur 28 lanes.
Wenn ich jetzt eine 960pro da einstecke wird die dann erkannt?
Und wie wird die angesprochen?

Wenn ich jetzt eine 960pro da einstecke wird die dann erkannt?

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Nein. Steht doch da.
Aber du hast ja 2 Slots. Was sagt die BA zum zweiten M.2 Slot und 28 lanes?

der zweit geht ja voll.
Mir geht es darum, ob ich den Slot nutzen soll oder nicht.
Da ich noch eine 1T SSD möchte will ich halt wissen was für eine Schnittstelle ich nehmen soll.

taxishop schrieb:

M.2 SSDs sind in der Regel ca. 5x schneller 2500MB/s (beim lesen und bei einigen auch schreiben)

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Nein, die aller schnellsten sind so schnell, bzw. ist die 960 Pro lesend noch schneler und schafft schreibend trotzdem keine 2500MB/s.

taxishop schrieb:

bei SATA III sind es max. 6Gb/s = ca.750MB/s

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Da SATA eine 8b10b Bitkodierung verwendet, also jedes Byte mit 10 Bits übertragen wird, verbietet sich die Rechnung die Bitrate durch 8 zu teilen, man muss es daher durcg 10 teilen und damit sind es 600MB/s und die auch nur brutto.

taxishop schrieb:

auch in der Praxis ist die PCIe Anbindung schneller und spart auch noch Strom.

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Das mit dem Stromsparen ist so eine Sache, da ist bei PCIe SSDs vieles noch nicht so ausgereift bzw. wird so umfassend unterstützt wie bei SATA SSDs.

Sleipnir, Samsung erwartet, dass schon im nächsten Jahr mehr PCIe als SATA SSDs verkauft werden und SATA SSDs schon 2018 nur noch eine Nebenrolle spielen werden, ich würde noch so viel drauf wetten, dass die M.2 Slots der Mainboards noch lange auch M.2 SATA SSDs unterstützen.

marco500 schrieb:

Da ich noch eine 1T SSD möchte will ich halt wissen was für eine Schnittstelle ich nehmen soll.

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Wenn der Geldbeutel nicht nein sagt, dann greif doch zu. Notfalls nen PCIe Adapter dazu. Lanes sind genug da, nur auf deinem Board unflexibel verteilt.

was wäre den ein besseres Board?
Mit mehr als 1 M2 - Slot

Kommt darauf an, was du als besser ansiehst. Wenn es dir um die Zahl im Datenblatt geht ist zwei natürlich größer als eins und damit besser. Es kann nur sein, dass dann die anderen Zahlen kleiner werden, das müsstest du dann abwägen.

Für eine sinnvolle Einschätzung musst du konkreter werden, aber das führt zu weit an dieser Stelle. Folgendes Forum kann ich dir für einen eigenen Thread empfehlen.