コンピュータ、特にラップトップの小型化が進むにつれて、ストレージドライブなどのコンポーネントも対応して小さくする必要がありました。 ソリッド・ステート・ドライブの導入により、 Ultrabooksのような薄いデザインにするのが少し楽になりましたが、問題は業界標準のSATAインターフェースを使い続けていました。 結局、mSATAインターフェイスは、SATAインターフェイスとやはり相互作用できる薄型のプロファイルカードを作成するように設計されました。 問題は現在、SATA 3.0規格がSSDのパフォーマンスを制限していることです。 これらの問題を解決するためには、新しい形式のコンパクト・カード・インターフェースを開発する必要があった。 もともとはNGFF（Next Generation Form Factor）と呼ばれていましたが、新しいインターフェイスはSATAバージョン3.2仕様の新しいM.2ドライブインターフェイスに最終的に標準化されました。
より速いスピード
もちろん、サイズは新しいインターフェイスを開発する上で重要な要素ですが、ドライブの速度も同様に重要です。 SATA 3.0の仕様では、ドライブインタフェース上のSSDの実世界の帯域幅が約600MB / sに制限されています。 SATA 3.2仕様では、 SATA Expressと同じようにM.2インターフェースに新しいアプローチが導入されました。 基本的に、新しいM.2カードは既存のSATA 3.0仕様を使用し、600MB /秒に制限するか、現在のPCI-Express 3.0で1GB /秒の帯域幅を提供するPCI-Expressを使用することができます標準。 1GB /秒の速度は、1つのPCI-Expressレーンに対応します。 複数のレーンを使用することも可能で、M.2 SSD仕様では最大4つのレーンを使用できます。 2つのレーンを使用すると2.0GB /秒、4つのレーンでは4.0GB /秒を提供できます。 PCI-Express 4.0の最終リリースでは、これらのスピードは倍増します。
現在、すべてのシステムがこれらの速度を達成するわけではありません。 コンピュータのM.2ドライブとインターフェイスは、同じモードでセットアップする必要があります。 M.2インターフェイスは、レガシーSATAモードまたは新しいPCI-Expressモードのどちらかを使用するように設計されていますが、ドライブは使用するものを選択します。 たとえば、SATAレガシーモードで設計されたM.2ドライブは、その600MB /秒の速度に制限されます。 現在、M.2ドライブは最大4レーン（x4）のPCI-Expressと互換性がありますが、コンピュータは2レーン（x2）しか使用しません。 これにより、最大速度はわずか2.0GB / sになります。 だから、できるだけ速くするためには、ドライブとコンピュータまたはマザーボードが何をサポートしているかを確認する必要があります。
より小さいおよびより大きいサイズ
M.2ドライブ設計の目標の1つは、ストレージデバイス全体のサイズを縮小することでした。 これは、いくつかの異なる方法の1つで実現されます。 まず、以前のmSATAフォームファクタよりもカードを狭くしました。 M.2カードは、30mmのmSATAに比べてわずか22mmです。 カードは、mSATAの50mmと比較して、わずか30mmの長さで短絡することもできます。 違いは、M.2カードも最大110mmまでの長さをサポートしていることです。これは実際には大きくなり、チップのスペースが増え、容量も大きくなります。
カードの長さと幅に加えて、片面または両面のM.2ボードのオプションもあります。 なぜ2つの異なる厚さですか？ まあ、片面のボードは非常に薄いプロファイルを提供し、超薄型のラップトップに便利です。 一方、両面ボードでは、M.2ボードに2倍のチップを搭載することができ、記憶容量を増やすことができ、スペースがそれほど重要ではないコンパクトなデスクトップアプリケーションに役立ちます。 問題は、カードの長さのためのスペースに加えて、どのような種類のM.2コネクタがコンピュータ上にあるかを知る必要があることです。 ほとんどのラップトップは片面コネクタのみを使用します。つまり、両面M.2カードは使用できません。
コマンドモード
10年以上にわたって、SATAはコンピュータのプラグアンドプレイ用のストレージを作ってきました。 これは、非常に使いやすいインターフェースのおかげであり、AHCI（アドバンスト・ホスト・コントローラー・インターフェース）コマンド構造のおかげでもあります。 これは、コンピュータがストレージデバイスと命令を通信できる方法です。 最新のオペレーティングシステムに組み込まれているため、新しいドライブを追加する際にオペレーティングシステムに追加のドライバをインストールする必要はありません。 それは素晴らしい仕事をしましたが、ドライブヘッドとプラッターの物理的性質のために命令を処理する能力に限界があるハードドライブの時代に開発されました。 コマンド数が32の単一のコマンドキューで十分でした。 問題は、ソリッドステートドライブがそれほど多くを行うことができますが、AHCIドライバによって制限されていることです。
このボトルネックを解消し、パフォーマンスを向上させるために、ソリッドステートドライブのこの問題を解決する手段として、NVMe（不揮発性メモリエクスプレス）コマンド構造とドライバが開発されました。 1つのコマンドキューを使用するのではなく、最大65,536個のコマンドキューと、1つのキューに65,536個のコマンドを提供します。 これにより、AHCIコマンド構造よりもパフォーマンスを向上させるのに役立つ、ストレージ読取りおよび書込み要求の並列処理が可能になります。
これは素晴らしいことですが、少し問題があります。 AHCIはすべての最新のオペレーティングシステムに組み込まれていますが、NVMeはそうではありません。 ドライブから最大の可能性を引き出すために、この新しいコマンドモードを使用するには、ドライバを既存のオペレーティングシステムの上にインストールする必要があります。 これは、古いオペレーティングシステムでは多くの人にとって問題です。 ありがたいことに、M.2ドライブ仕様では、2つのモードのどちらかを使用できます。 これにより、AHCIコマンド構造を使用することで、既存のコンピュータやテクノロジで新しいインターフェイスを簡単に導入することができます。 次に、NVMeコマンド構造のサポートがソフトウェアに改善されるにつれ、同じドライブをこの新しいコマンド・モードで使用することができます。 2つのモードを切り替えるには、ドライブを再フォーマットする必要があります。
改善された消費電力
モバイルコンピュータは、バッテリのサイズとさまざまなコンポーネントによって消費される電力に基づいて実行時間が制限されています。 ソリッド・ステート・ドライブは、ストレージ・コンポーネントのエネルギー消費量を大幅に削減し、バッテリ寿命を改善しましたが、改善の余地があります。 M.2 SSDインターフェイスはSATA 3.2仕様の一部であるため、インターフェイスだけのほかにもいくつかの機能が含まれています。 これには、DevSleepという新しい機能が含まれています。 電源が完全に切断されるのではなく、閉じた状態または電源を切った状態でスリープモードに入るように設計されているシステムが増えているため、デバイスが起動したときに素早く回復できるように、 DevSleepは、新しい低電力状態を作成することにより、M.2 SSDなどのデバイスで使用される電力量を削減します。 これは、使用中に電源を切るのではなく、スリープ状態にあるシステムの実行時間を延長するのに役立ちます。
問題の起動
M.2インターフェイスは、コンピュータの記憶容量の大幅な追加と、コンピュータのパフォーマンスを向上させる機能です。 しかし、それの初期の実装には若干の問題があります。 新しいインターフェイスから最高のパフォーマンスを得るには、コンピュータがPCI-Expressバスを使用する必要があります。それ以外の場合、既存のSATA 3.0ドライブとまったく同じように動作します。 これは大きな問題ではないようですが、実際にこの機能を使用している最初の数個のマザーボードの多くで問題になっています。 SSDドライブは、ルートドライブまたはブートドライブとして使用されるときに最高のエクスペリエンスを提供します。 問題は、既存のWindowsソフトウェアにSATAからではなくPCI-Expressバスから起動する多くのドライブに問題があることです。 これは、PCI-Expressを使用してM.2ドライブを使用している間は、オペレーティングシステムまたはプログラムがインストールされている主ドライブではないことを意味します。 その結果、データドライブは高速ですが、起動ドライブは起動しません。
すべてのコンピュータとオペレーティングシステムでこの問題が発生するわけではありません。 たとえば、Appleはルートパーティション用にPCI-Expressバスを使用するためにOS Xを開発しました。 これは、Appleが2013年のMacBook AirでSSDドライブをPCI-Expressに切り替えた後、M.2の仕様が確定したためです。 Microsoftは、新しいPCI-ExpressおよびNVMeドライブを完全にサポートするようにWindows 10をアップデートしました。 ハードウェアがサポートされていて、外部ドライバがインストールされている場合、古いバージョンのWindowsが動作する可能性があります。
M.2を使用して他の機能を削除する方法
特にデスクトップマザーボードに関する別の懸念事項は、M.2インターフェースがシステムの他の部分にどのように接続されているかです。 プロセッサーと他のコンピューターとの間には、限られた数のPCI-Expressレーンがあることがわかります。 マザーボードの製造元は、PCI Express対応のM.2カードスロットを使用するには、PCI Expressのレーンをシステムの他のコンポーネントから離してください。 これらのPCI-Expressレーンがボード上のデバイス間でどのように分割されるかが大きな問題です。 例えば、いくつかのメーカーは、PCI-ExpressレーンをSATAポートと共有しています。 したがって、M.2ドライブスロットを使用すると、4つのSATAスロットが上に移動することがあります。 それ以外の場合。 M.2はそれらのレーンを他のPCI-Express拡張スロットと共有することができる。 ボードがどのようにM.2を使用して他のSATA ハードドライブ 、 DVDまたはBlu-rayドライブ、またはその他の拡張カードの使用を妨げないように設計されているかを確認してください。