M.2

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 (bis 4.0), SATA Revision 3.x und USB 3.0. Es gibt M.2-Varianten mit bis zu vier PCI-Express-Lanes (bis zu 4 × 16 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

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

M.2-Karten gibt es als aufzulötende Varianten in den Formfaktoren 12 * 16 mm², 22 * 26 mm² und 30 * 26 mm² sowie als Steckkarten. Letztere sind rechteckig mit einer CardEdge-Kontaktleiste 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 16, 22 oder 30 mm. Die Länge kann 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-Steckkarte 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 (NVM Express). 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]

Pin-Belegung

Bilder

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  Ein LTE-Modul im M.2-Format (B-Key)

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  Zwei SSDs, links: mPCIe (Mini-PCI-Express), rechts: M.2 (M-Key)

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  Eine Docking-Station für Festplatten mit M.2-Key

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  Der M.2-Steckplatz der Docking-Station

Einzelnachweise

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. (PDF) 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. S. 23 . 1. November 2013. Abgerufen am 13. Juni 2020.
6. ↑ M.2 Connector (NGFF) Introduction (PDF) In: orvem.eu. ATTEND. S. 8 . 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. S. 5 . 11. August 2014. Archiviert vom Original am 14. Juli 2015. Abgerufen am 5. August 2015.
8. ↑ M.2 SSD Guide – PCIe, NVMe und Co. erklärt. In: hardware-helden.de. Abgerufen am 8. Mai 2020.

Weblinks

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

• M.2 (NGFF) Quick Reference Guide (PDF) Tyco Electronics. S. 3 . Abgerufen am 16. November 2013.