Il significato dei termini legati ai nuovi SSD: PCIe, NVMe, M.2

Se le unità SSD diventano man mano sempre più veloci la motivazione è da ricercarsi, oltre che nelle tecnologie delle memorie stesse, nei protocolli e nelle interfacce che gestiscono il trasferimento dei dati. Gli acronimi PCIe, NVMe, M.2 utilizzati in questo ambito, come si vedrà ne seguito, fanno riferimento a tutto ciò.

PCIe per esteso: Peripheral Component Interconnect Express, è un’interfaccia di espansione inizialmente progettata per essere utilizzata con le schede video, solo in una fase successiva, viste le sue prestazioni è stata adottata per il collegamento di SSD.

I primi SSD hanno avuto l’interfaccia di collegamento di tipo SATA che nella versione 3.0 o SATA III si ferma a 6 Gbps corrispondenti in pratica a 550 MB/s circa. Queso ha indotto i produttori di SSD ad individuare un nuovo protocollo di trasferimento che potesse far esprimete al meglio le nuove memorie, portando all’adozione del protocollo PCIe. Fissati i paletti per lo scambio d’informazione tra il controller dell’SSD e la scheda madre, rimaneva questo punto da determinare il giusto connettore, ma questo argomento sarà trattato più avanti.

A seconda del numero di contatti disponibili e delle loro dimensioni, gli slot PCIe sono x1, x2, x4, x8 e x16. Ad ognuno di essi sono associati l’ampiezza di banda disponibile e la frequenza di lavoro. La versione attualmente in uso di PCIe è la 3.0 che è caratterizzata da una velocità teorica pari a circa 2 GB/s per PCIe 3.0 x2 e 4 GB/s per PCIe 3.0 x4. Qualora si voglia installare un SSD PCIe su una macchina bisognerà verificare che la scheda madre sia dotata di uno o più slot PCIe x2 o superiori e valutare quanti e quali componenti collegarvi, a seconda della configurazione desiderata.

L’acronimo NVMe sta per Non-Volatile Memory Express, si tratta della più avanzata interfaccia logica progettata specificatamente per massimizzare le prestazioni dei dispositivi che utilizzano il bus PCI Express.

Il protocollo NVMe si avvale di un collegamento diretto con il processore grazie al bus PCIe. La dimensione dei comandi è inferiore, così come il numero delle istruzioni necessarie per portare a compimento un’operazione di trasferimento dati di tipo input/output. Tutto ciò consente di ridurre sensibilmente i tempi di latenza.

L’interfaccia host NVMe è stata sviluppata perché supporti nativamente le unità SSD basate a loro volta su memorie flash NAND, ma lo scopo è stato quello di prevedere più genericamente tecnologie di archiviazione come quelle future non volatili, per le quali sono previste prestazioni ancora superiori.

L’acronimo M.2 pronunciato come M-dot-two in inglese ed M-punto-due in italiano, identifica il nuovo connettore per unità SSD di ultima generazione, conosciuto anche come NGFF (Next Generation Form Factor), che ne era la sua denominazione iniziale, sostituita poi formalmente da M.2. Esso nasce in sostituzione degli slot mini-PCIe e mSATA utilizzati finora all’interno dei portatili, anche se il suo spettro di applicazione è ben più ampio, potendo essere usato per il collegamento di bus come USB 2.0, USB 3.0, SATA 3.0, DisplayPort ecc.

Benché ai connettori M.2 sia possibile collegare sia SSD basati su interfaccia PCIe, sia quelli basati su SATA, un drive SSD M.2 supporterà o SATA o PCIe, ma non contemporaneamente entrambe, risulta perciò fondamentale leggere attentamente le specifiche prima di procedere ad un acquisto.

Esistono moduli M.2 di dimensioni molto diverse fra loro, per quelli relativi ad SSD M.2 le dimensioni più diffuse sono: 22mm × 30mm, 22mm × 42mm, 22mm × 60mm, 22mm × 80mm e 22mm × 110mm. I valori di queste dimensioni sono utilizzati per denominare i vari SSD M.2: 2230, 2242, 2260, 2280 e 22110. È abbastanza evidente come le prime due cifre, comuni a tutte le dimensioni, corrispondano alla larghezza, mentre le ultime facciano riferimento alla lunghezza.

I motivi alla base delle differenti dimensioni sono sostanzialmente due. Una lunghezza maggiore offre una superficie superiore per il montaggio di un numero di chip Flash NAND più alto che si traduce in una capacità più elevata dell’SSD. L’altro aspetto è costituito dallo spazio disponibile sulla scheda che ospiterà il modulo M.2.

Alcuni esempi di utilizzo dei termini fin qui proposti sono stati adottati per qui la presentazione del Netstor NA611TB3. Alcune unità SSD di ultima generazione con le caratteristiche fin qui proposte sono disponibili su Amazon.