راهنماى خريد SSD M.2، SSD PCIe، SSD U.2

[ARMIN]

این تاپیک اختصاص دارد به آشنایی کاربران با درایو های SSD موجود در بازار دنیا. البته، نوشتن این مطلب برای مخاطب ایرانی که دسترسی راحت به هیچ کدام از این درایو ها را ندارد، شاید در وهله ی اول بی فایده به نظر برسد، اما امید است این آشنایی باعث بالا رفتن اطلاعات، و ایجاد درخواست برای خرید اینگونه درایو ها شود تا شاید وارد کنندگان به خواست کاربران اهمیت بدهند و درایو هایی را که قریب به یک سال است در دنیا خرید و فروش می شوند را روزی به ایران وارد کنند.

به خاطر داریم دوران گذار از سیستم های مجهز به کنترلر های SATA II به سیستم های مجهز به SATA III بسیار نرم و آرام صورت پذیرفت. این ارتقا، با حداکثر سازگاری بین این دو درگاه و با حداکثر آسودگی برای سازندگان هارد دیسک ها و کاربران انجام گرفت، به گونه ای که تمامی قطعات دو نسل با یکدیگر سازگار بودند.

اما هجوم SSD ها و حافظه های NAND FLASH به دنیای ذخیره ساز های دائمی، با سرعت فوق العاده ی که در مقیاس با هارد دیسک های متداول بازار داشتند، باعث شد تا نظم و آرامش ارتقا به درگاه های نسل های بعد از بین برود و همه چیز خیلی سریع توسعه یابد. هرچند مدتی طول کشید که SSD ها به قدری توسعه یابند تا بتوانند پهنای باند درگاه SATA 6Gb/s را اشباع کنند و قیمت آنها کاربر پسند تر شود، اما رشد بستر و پلتفورم سیستم ها باعث شد که این قطعه ی حیاتی در شاخه های گوناگون تولید و به صورت انواع درایو های متنوع و سرعت های متفاوت عرضه شود.

در روند توسعه درگاه های ذخیره سازها، بعد از SATA 6Gb/s، دو درگاه SATA-EXPRESS و M.2 به دنیا آمدند که در ابتدای ورود، پهنای باند اسمی درگاهشان تا 1000MB/s می رسید. SATA-Express که یک نوع پل ارتباطی میان درایو SATA و درگاه PCI-Express بود به سرعت تنها و بلا استفاده گذاشته شد. عملا" هیچ شرکتی به غیر از شرکت ایسوس تلاش محسوسی برای توسعه و تولید قطعات سازگار با آن انجام نداد. تلاش شرکت Asus هم محدود به ارائه ی کیت های تبدیل بود و چون خودش سازنده ی قطعات ذخیره سازی نبود نمیتوانست کاری از پیش ببرد؛ بنابراین پروژه SATA-Express در همان ابتدا به دلیل فقدان قطعات سازگار با آن شکست خورد.

(البته از حق نگذریم، با توسعه نسل جدید درگاه USB3.1 شرکت ایسوس در آخرین تلاش خود برای نجات SATA-EXPRESS، با ارائه ی Asus USB3.1 Front Panel که یک مبدل SATA-Express to USB3.1 است، نفس زندگی بخشی به درگاه بلا استفاده ی SATA-Express دمید، تا شاید کاربرانی که مادربرد آنها مجهز به درگاه نوظهور USB3.1 نیست بتوانند با خریداری این مبدل SATA-Express به USB3.1 قدردان حضور پورت های SATA-Express باشند.)

اما داستان برای درگاه M.2 خیلی جذاب تر پیش رفت. نیت اصلی تولید کنندگان M.2 بر این بود که از آن در لپتاپ ها و نوت بوک ها و سیستم های کوچک استفاده کنند، اما به ناگهان M.2 خود را در میان خیل عظیم مادربرد های چیپ Z97 یافت و به سرعت محبوب دلها شد.

از نکات مثبت M.2 این بود که هم با ساختار پروتکل SATA می توانست کانفیگ شود و هم با ساختار پروتکل PCI-Express. از این رو تولید کنندگان مادربرد به دلیل عدم اطمینان از اینکه بازار به کدام سمت متمایل خواهد شد، درگاه M.2 را گاهی صرفا" با ساختار SATA، و گاهی صرفا" با ساختار PCI-Express و برخی هم سازگار همزمان با هر دو پروتکل عرضه کردند.

به پیروی از این فضای بی نظم، تولید کنندگان قطعات ذخیره سازی نیز انواع SSD های M.2 را گاهی با پروتکل SATA و گاهی سازگار با پروتکل PCI-E تولید کردند. درگاه M.2 مبتنی بر SATA 6Gb/s همان سرعت درگاه SATA 6Gb/s را داشت و از این جهت، هیچ حرف تازه ای برای گفتن و جذب کاربران نداشت و عملا" کنار گذاشته شد. اما درگاه M.2 مبتنی بر PCI-Express، با استفاده از دو خط ارتباطی یا اصطلاحا" با دو Lane درگاه PCI-Express Gen.2 توانست سرعت نقل و انتقالات اطلاعات را تا سقف 1000MB/s برساند.

شرکت Plextor با تولید انواع SSD های M.2 مبتنی بر پروتکل PCI-Express Gen.2 X2 پیشتاز تولید این SSD ها بود و درایو های معروف Plextor M6e M.2 این شرکت به سرعت در بازار عرضه شد.

(بر روی کاغذ هر Lane در PCI-E Gen.2 پهنای باندی برابر 500MB/s دارد. بنابراین با دو Lane از PCI-E Gen.2 می توان به پهنای باند اسمی 1000MB/s رسید. که البته در عمل با 800MB/s دو باند PCI-E Gen.2 اشباع می شود.)

اما پهنای باند M.2 به PCI-E GEN.2 X2 محدود نماند. هرچند در مقطعی کوتاه شرکت های تولید کننده SSD مثل سامسونگ درایو هایی منطبق با PCI-E Gen.2 X4 مانند Samsung 941 را عرضه کردند، اما با وجود PCI-E Gen.3 فوکوس اصلی بر روی تولید کنترلر هایی برای نسل سوم PCI-E گذارده شد.

شرکت ASRock از پیشتازان عرصه ارائه ی پورت های M.2 مجهز به PCI-E Gen.3 X4 بود که توانست به سرعت نظر کاربران را به محصولات خود جلب کند ولیکن بستر عمومی همگانی مناسبی که بتواند این پهنای باند را برای ذخیره سازها تامین کند وجود نداشت تا اینکه با ورود مادربرد های چیپ X99 اینتل، و افزایش تعداد باند های PCI-E تحت پشتیبانی در این پلتفورم، فضای مناسب و فرصت برای توسعه دهندگان عرصه فن آوری های ذخیره سازی بوجود آمد تا بتوانند به سرعت SSD های خود را بر پایه درگاه M.2 مبتنی بر PCI-Express Gen.3 X4 عرضه کنند.

(بر روی کاغذ هر Lane در PCI-E Gen.3 می تواند تا 985MB/s اطلاعات را جابه جا کند. بنابراین با اختصاص چهار Lane از PCI-E Gen.3 می توان به پهنای باند 3940MB/s رسید. که البته در عمل با 3600MB/s هر چهار خط PCI-E Gen.3 اشباع می شود.)

پس از موفقیت بی نظیر درایو XP941، شرکت سامسونگ با ارائه ی Samsung SM951 پیشتاز ارائه ی SSD های غیر صنعتی M.2 مبتنی بر پروتکل PCI-E Gen.3 X4 شد.

SM951 زمانی به بازار عرضه شد که به ناگهان رابط AHCI کنترلر های Storage به عنوان عنصر نا مطلوب و محدود کننده، توجه ها را به خود جلب کرده بود. سالهاست رابط و زبان کنترلر های حافظه در مادربردها AHCI است و SSD ها به دلیل خاصیت TRIM نیازمند این رابط هستند. اما AHCI درزمانی بوجود آمد که هارد دیسک ها بر عرصه ی درایو های ذخیره سازی حکمرانی می کردند. از این جهت AHCI به هیچ وجه با توانایی های SSD همتراز نبود. بنابراین رابط جدید NVMe متولد شد تا بتواند کمبود های AHCI را برای SSD های پر سرعت PCI-E جبران کند. کاهش زمان تاخیر در هنگام تبادل اطلاعات با کنترلر مادربرد مهمترین خصوصیت NVMe بود.

با معرفی NVMe، ظرف مدت بسیار کوتاهی شرکت های مادربرد سازی با ارائه بایوس های جدید، همه ی Z97 و X99 ها را مجهز به این رابط کردند. پس از پذیرش NVMe، سامسونگ ظرف چند ماه مدل جدید Samsung 951 را بر پایه NVMe تولید و وارد بازار کرد.

اما در مدت زمانی که سامسونگ مشغول تولید SM951 مبتنی بر NVMe بود، شرکت Intel پیش دستی کرده و با ارائه ی خانواده ی سری 750 دو درایو مبتنی بر NVMe مجهز به PCI-E Gen.3 X4 وارد بازار کرد، که اولی درگاه PCI-Express داشت و مستقیم به صورت Add On Card وارد شکاف PCI-Express میشد و دومی یک درایو 2.5 اینچی مجهز به رابط SFF-8639 بود. این رابط در بخش سروری-صنعتی به نام Mini-SAS شناخته می شد که کم کم به نام درگاه U.2 نامگذاری گردید.

بدین ترتیب اینتل با ارائه ی درایو 750 مجهز به درگاه U.2، سازندگان مادربرد را به تجهیز مادربرد ها به این اتصال مخصوص تشویق کرد. شرکت ایسوس اولین شرکت در میان سازندگان مادربرد بود که اولین تبدیل U.2 به M.2 را سریعا" وارد بازار کرد. این شرکت همچنین یکسری از مادربرد های High End خود را مستقیما" مجهز به درگاه U.2 کرد تا خریداران مادربرد های ایسوس از هر لحاظ مجهز به آخرین درگاه های روز دنیا باشند.

اما چرا U.2؟؟ به این تصویر نگاه کنید، درایو پر سرعت 750 اینتل به صورت Add On Card روی مادربرد جلوی کارت گرافیک را گرفته است. از این جهت درایو مجهز به اتصال U.2 خیلی مناسبتر فقط با اتصال یک کابل به سیستم، در عین اینکه سرعت PCI-E Gen.3 X4 دارد و مزاحمتی برای کارت گرافیک فراهم نمی کند، حداکثر راحتی را برای کاربران به ارمغان می آورد.

خیلی خوب میشد، این سرعت فوق العاده، به صورتی با کابل به سیستم متصل میشد که در عین اینکه سرعت PCI-E Gen.3 X4 داشته باشد، مزاحمتی برای کارت گرافیک فراهم نکند. اینجاست که U.2 به کار می آید. U.2 جدا از مادربرد به یک کابل و یک تبدیل نیازمند است تا بتواند به مادربرد متصل شود.

به هر شکل، درایو های SSD خانواده Intel 750 در حال حاضر سریعترین درایو های ذخیره سازی جهان به شمار می روند. این درایو ها صرفا" با مادربرد های Z97، X99 و Z170 سازگاری دارند و از نظر سرعت درایو دیگری به پای آنها نمی رسد.

البته شرکت Samsung به زودی SSD های M.2 جدیدی را از خانواده ی حافظه های 3D V NAND وارد بازار خواهد کرد که مبتنی بر رابط NVMe و مجهز به پروتکل PCI-E Gen.3 X4 هستند. باید منتظر ماند تا مشخص شود آیا Samsung 850 Pro M.2 NVMe PCI-E Gen.3 X4 می تواند تاج پادشاهی سریعترین درایو ذخیره سازی SSD را از خانواده اینتل 750 برباید یا خیر.