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Lecteur SSD : Interface (SATA, mSATA, M.2, PCI-Express)

Voir aussi mes pages :

 

 

SATA, mSATA et M.2

 

Pour les néophytes : quelques explications "basiques" sur le matériel, afin de s'orienter un peu plus facilement dans cette "jungle" ;-) Pour tous : des liens pour se tenir au courant des dernières évolutions et se documenter plus avant.
Le matériel informatique évoluant très rapidement, certaines informations peuvent devenir rapidement obsolètes : Tenir compte de la date de rédaction des articles. Merci de me signaler toute erreur ou imprécision (lien en bas de page).

 

 

Lecteur SSD : Interface et format :

En général, un SSD se présente sous la forme d'un disque dur au format 2.5 pouces (format)
Il est branché avec un connecteur SATA

Mais il existe d'autres formats et interfaces.

 

- Voir sur Wikipedia : Différentes formes de SSD

 

Mais, particulièrement pour les appareils portables, il est apparu d'autres formats et interfaces...

 

C'est confus :o)

Voir sur LDLC la multitude de formats et d'interfaces :

Lecteurs SSD sur LDLC

 

Voir cette page très instructive sur les différents formats :

Les différents formats en images :
Rog.asus.com - SSD Guide: PCI-Express, M.2, mSATA And SATA Express – The Differences Explained

Interface :

 

 

Deux interface principales :

Deux interfaces principales :

- SATA : le plus courant. SATA II (3 Gbps) et SATA III (6 Gbps)
- PCI Express (PCIe) 4x (20 Gbps)

Et :

- M.2

 

Trois formats principaux :

Format :

Trois formats principaux :

- 2.5 pouces = classique, le plus courant

- mSATA
- M.2 2280

2280 correspond à la largeur / longueur, soit 22 mm de large et 80 de long
Il existe d'autres tailles : 2230, 2242, 2280 et 22110 (voir sur Rog.asus.com)

 

 

le mSATA concerne particulièrement les ordinateurs portables.
Le M.2 est une évolution du mSATA

Cowcotland.com - M.2, mSATA, RAID0, on fait le point sur les différentes normes pour SSD sur PC portables
"... La norme la plus répandue sur machines portables est le mSATA, adaptation directe du SATA III à 6 Gb/s que l’on trouve sur les PC fixes...
La norme M.2 est utilisée sur PC portables entre autres pour connecter la carte WiFi ou une interface en PCIe et bien sûr des SSD. Désormais, de plus en plus courante sur les PC portables gamers haut de gamme, cette norme tend à se démocratiser rapidement. La preuve, on en trouve désormais sur les cartes mères de PC fixes.

 

Voir :
Overclock.net - SSD Interface Comparison: PCI Express vs SATA

03/04/2014 : Rog.asus.com - SSD Guide: PCI-Express, M.2, mSATA And SATA Express – The Differences Explained!

 

 

SSD SanDisk Z400S

Ci-dessus : SATA, M2 et mSATA

 

 

SATA 2.5 pouces :

Les lecteurs SSD les plus courants sont en SATA III (6 Gbps) rétro compatibles avec SATA II (3 Gbps)

Rétro compatibilité SATA III vers SATA II :
Un lecteur SSD en SATA III fonctionne parfaitement sur une carte mère équipée en port SATA II. La seule différence que l'on peut observer en benchmark est sans effet sur l'utilisation.

 

Avant, les lecteurs SSD avaient principalement une interface SATA / Serial ATA II (exemple Crucial V4)

 

SATA (Serial ATA) :

3 évolutions :
- SATA (débit théorique : 150 Mo/s)
- SATA II (débit théorique : 300 Mo/s).
Depuis 2011 :
- SATA III (débit théorique : 600 Mo/s)

Les prises sont spécifiques pour la carte mère et l'alimentation.

câble SATA
câble SATA
fil d'alimentation SATA
fil d'alimentation SATA

 

- Serial ATA sur Wikipedia
"Les premiers modèles de Serial ATA, apparus en 2003 permettent un débit théorique de 1.5 Gbit/s par seconde, mais ont été conçus pour aller bien plus vite. Le Serial ATA II double sa vitesse à 3 Gbit/s puis le SATA III à 6 Gbit/s est apparu en 2009.
...
... Les normes SATA II (débit crête pratique ~300 Mo/s) et SATA III (débit crête pratique ~600 Mo/s) deviennent utiles pour des utilisations entre plusieurs SSD, dont les débits commencent à dépasser les 400-500 Mo/s pour les modèles haut de gamme début 2012"

 

 

Epaisseur : 9.5 mm ou 7 mm :

Les lecteurs SSD ont une épaisseur standard de 9.5 mm.
Certains ont une épaisseur de 7 mm (pour faciliter le montage dans un ordinateur portable)

Certains lecteurs SSD de 7 mm ont une "entretoise" qui en fait des 9.5 mm.

 

26/03/2013 : 59Hardware.net - ADATA passe au 7 mm
"ADATA adapte l'épaisseur de ses SSD afin de mieux coller aux attentes des assembleurs. Alors que le standard actuel d'épaisseur était jusque lors de 9,5 mm, voilà que sous, entre autres, l'impulsion d'Intel et ses ultrabooks, plus exigeants en termes d'épaisseur et plus précisément la tendance générale au rapetissement après des années de course à la puissance brute, le standard évolue vers plus de finesse..."

 

 

mSATA (mini SATA) :

- Voir aussi ma page : Lecteur SSD en mSATA

mSATA = mini SATA:

Interface conçue spécialement pour les ordinateurs portables, ultrabook et les mini-PC

- mSATA sur Wikipedia
"mSATA (mini SATA) est une adaptation du protocole SATA destinée aux Netbooks et PC portables, mais aussi aux appareils utilisant des petits disques durs ou SSD. Le connecteur mini-SATA est plus petit que le SATA mais offre les mêmes performances que ce dernier. Le mini-SATA ressemble fort à une carte mini PCI-Express, il supporte pour les derniers en date (2013) la norme SATA III à 6 Gb/s."

 

 

 

Liens et actualites :

10/12/2013 : Tomshardware.fr - Comparatif de SSD mSATA pour Ultrabook
"... Un connecteur mSATA ressemble beaucoup à celui d’un périphérique PCI-E mini card... comme son nom l’indique, le mSATA gère un signal SATA et non pas PCI Express..."

09/12/2013 : Hardware.fr - 1 To en mSATA avec le 840 EVO de Samsung

NGFF - mSATA
04/01/2013 : LaRuche.it - NGFF : le nouveau format de SSD voulu par Intel en approche
"La prochaine gamme de SSD Intel introduira avec elle le nouveau format NGFF (pour Next Generation Form-Factor) que le fondeur tente de promouvoir pour ses Ultrabooks...
... le NGFF, est plus petit que le mSATA et mesure 42 x 22 mm contre 51 x 30 mm. De plus, le format NGFF propose d'être compatible avec le PCI-Express x2 et x4."

 

22/09/2009 : LaptopSpirit.fr - Mini-SATA (mSATA), une nouvelle norme SATA destinée aux Netbooks et PC portables

 

 

M.2 :

M.2 est un connecteur.
Il existe du M.2 en SATA III et du M.2 en PCI-Express (le plus récent)

 

SATA M.2 Card
https://www.sata-io.org/sata-m2-card

M.2 (formerly known as NGFF) is a small form factor card and connector that supports applications such as Wi-Fi, WWAN, USB, PCIe & SATA, as defined in the PCI-SIG M.2 Specification

M.2 - mSATA Comparison

Where mSATA took advantage of an existing form-factor and connector, M.2 has been designed to maximize the usage of the card space, while minimizing the footprint.

 

 

Largeur / longueur :

On parle de "M2 2280"

2280 correspond à la largeur / longueur, soit 22 mm de large et 80 de long

Il existe d'autres tailles : 2230, 2242, 2280 et 22110

Voir :
Rog.asus.com - Buying An M.2 SSD? How To Tell Which Is Which

 

  mSATA M.2
Largeur (mm) 30 22
Longueur (mm) 50.95 30, 42, 60, 80, 110

 

 

Techspot.com - REVIEWS STORAGE Samsung 850 Evo M.2 500GB & 850 Evo 250GB mSATA Review

 

SATA, mSATA et M.2

 

04/06/2014 : NextInpact.com - Les SSD M.2 de Crucial arrivent, à partir de 0,46 euro par Go
"Annoncés parfois depuis plusieurs mois, les SSD au format M.2 (ex-NGFF) arrivent chez les revendeurs. On trouve ainsi des M500 et M550 de Crucial dès 0,46 euro par Go. Pour rappel, ce connecteur était surtout pensé pour les ultra-portables mais se retrouve aujourd'hui dans de nombreuses cartes mères puisqu'il est poussé par Intel avec ses chipsets de la série 9."

SSD Crucial M.2
04/06/2014 : Les SSD Crucial M.2 sur NextInpact.com

 

 

M.2 en PCI-Express :

La nouvelle interface. Il faut que la carte mère soit compatible.

La plus rapide : 4 fois plus rapide que le SATA III
La plus chère.

A vérifier : il semble qu'on ne puisse pas l'utiliser pour un lecteur SSD de démarrage.

Jusqu'à présent les lecteurs SSD étaient connectés, comme les disques durs, sur un port SATA. Ce qui limitait leur débit à 6 Gbit/s (théorique). En pratique : 500 Mo/s en lecture (150 Mo/s pour un disque dur).
Maintenant, on voit apparaître des lecteurs SSD connectés sur le port PCI-Express. Cela permet d'atteindre des débits de 800 Mo/s.

 

01/2017 : Les modèles disponibles :
- Corsair Force MP 500
- HyperX Predator
- Intel 600p
- Samsung 960 EVO et Samsung 960 PRO

 

La future gamme Western Digital :
05/01/2017 : Hardware.fr - Western Digital présente son Black PCIe SSD
"Western Digital a profité du CES pour annoncer sa nouvelle gamme de SSD, les WD Black. Deux modèles au format M2-2280 connecté en PCIe Gen3 x4 qui profite naturellement de l'interface NVMe."

La future gamme de Samsung :
21/09/2016 : Hardware.fr - Samsung 960 Pro et Evo au format M.2
"... Ces SSD ont en commun une interface PCIe 3.0 sur quatre lignes et un nouveau contrôleur de Samsung, appelé Polaris..."

Un Samsung 960 EVO avec son connecteur M.2

Samsung 960 EVO

 

 

13/05/2014 : TomsHardware.fr - ASRock est prêt pour des SSD M.2 à 4 Go/s
"L'une des rares nouveautés des chipsets Intel Z97 et H97 est la gestion des SSD PCI-Express sur port M.2. Sur cette interface, le débit maximum est de 1 Go/s ce qui débride le potentiel des SSD modernes, plafonnés à 550 Mo/s par le SATA 6 Gbit/s. Mais pour ASRock c'est encore insuffisant et le constructeur a décidé de dédier encore plus de lignes PCI-Express au port M.2 : avec 4 lignes PCI-Express 3.0 au lieu de 2 lignes PCI-Express 2.0 dans l'implémentation standard d'Intel, ASRock promet rien moins que 4 Go/s !"

 

17/06/2013 : Hardware.fr - Samsung XP941 : 1,4 Go /s en M.2
"Samsung vient d'annoncer qu'il avait débuté la production en volume de son premier SSD PCI-Express au format M.2 (ex NGFF)...
... Le débit annoncé s'envole, avec jusqu'à 1,4 Go /s en lecture alors que les SSD SATA 6 Gb/s sont limités à 550 Mo /s environ. Bien que l'on puisse douter de l'intérêt d'un tel débit en pratique, il faudra côté Desktop attendre le SATA Express prévu pour mi-2014 pour dépasser cette limitation..."
TomsHardware.fr - Samsung XP941 : un SSD pour Ultrabook à 1,4 Go/s

Samsung XP941

 

 

04/01/2013 : LaRuche.it - NGFF : le nouveau format de SSD voulu par Intel en approche
"La prochaine gamme de SSD Intel introduira avec elle le nouveau format NGFF (pour Next Generation Form-Factor) que le fondeur tente de promouvoir pour ses Ultrabooks...
... le NGFF, est plus petit que le mSATA et mesure 42 x 22 mm contre 51 x 30 mm. De plus, le format NGFF propose d'être compatible avec le PCI-Express x2 et x4."

 

 

HHHL :

HHHL = Half-Height Half-Length = demi-hauteur, demi-longueur

Les cartes-mère récentes disposent d'un connecteur M.2
Pour celles ne disposant pas de connecteur M.2, on peut utiliser un adaptateur HHHL

 

Voir aussi :

Kingston.com - FAQ M.2
"... Tous les disques SSD M.2 autorisent un montage encastré sur les emplacements M.2 des cartes systèmes... aucun câble d'alimentation ou de données n'est nécessaire,

 

Les nouveaux lecteurs SSD ont une interface en PCI-Express (débit théorique maximum en PCI-E 3 gen : 4 Go/s) et sont au format M.2. Il n'y a plus de câble de données et d'alimentation puisqu'ils se branchent directement sur la carte-mère.
Deux branchements possibles :
- directement, si la carte-mère dispose d'un connecteur M.2
- avec un adaptateur HHHL pour brancher le SSD sur un port PCI-Express
Attention : Il faut une carte-mère récente, et le format M.2 est assez particulier. Voir la FAQ Kingston
Kingston.com - FAQ M.2

 

 

PCI-Express - NVMe :

NVMe remplace AHCI

Le protocole AHCI, conçu pour les disques durs, convenait aux lecteurs SSD utilisant la même interface (SATA). Maintenant que les derniers lecteurs SSD sont au format PCI Express, il faut un protocole plus rapide pour exploiter toutes les performances.
Windows 8.1 prend en charge nativement ce protocole. UEFI obligatoire.

- NVM Express sur Wikipedia.en

 

27/01/2015 : NextInpact.com - SSD PCIe : MSI ajoute le NVMe à toutes ses cartes H97, X97 et X99
"MSI vient d'annoncer que l'ensemble de ses cartes mères de la série 9 (H97, Z97 et X99) supportera les SSD PCI Express exploitant une interface NVM Express, qui est la remplaçante de l'AHCI. Pour cela, il suffira de mettre à jour sa carte.
Dans le petit monde du stockage, une évolution importante se prépare depuis quelques années maintenant : le NVM Express. Cette interface vient remplacer l'AHCI qui a fait son temps, et qui n'est plus vraiment adapté aux SSD modernes au format PCI Express qui sont capables de tenir des débits de plusieurs Go/s.

 

11/08/2014 : TomsHardware.fr - Comparatif : les SSD PCIe - NVM Express
"... Pendant des années, Intel et les autres fabricants ont présenté les SSD comme les remplaçants des disques durs : même format (2,5 pouces, 7 ou 9,5 mm), même interface (SATA 6 Gbps) et même protocole d’interface (AHCI)...
... Le NVMe (Non-Volatile Memory Express) est donc une nouvelle norme qui remplace l’AHCI pour les SSD PCIe, en mettant l’accent sur le rendement et l’échelonnement des performances. Il ne faut pas oublier que l’AHCI a été développé à une époque où le stockage impliquait secteurs et des cylindres..."

07/08/2014 : 59Hardware.net - Brève : Marvell dévoile son contrôleur NVMe
"... Marvell, lance son premier contrôleur NVMe à la norme 1.1 surmontant les limitations du SATA/SAS à l’aide d’une bande passante de 4Go/s sur une ligne PCIe 3.0 4x..."

05/06/2014 : Hardware.fr - NVMe et PCIe 3.0 x4 sur les SSD DC Intel
"Intel a profité du Computex pour lancer une nouvelle gamme de SSD Pro. Tous utilisent un nouveau contrôleur Intel gérant la Flash MLC 20nm sur 18 canaux relié au système en PCIe 3.0 x4 (soit 4 Go /s dans chaque sens) et abandonnant le protocole AHCI au profit du NVMe...
... Seule contrainte, alors que l'AHCI est supporté par tous les OS modernes pour le NVMe ce n'est pas encore le cas. Si Windows 8.1 et Windows Server 2012R2 l'intègrent, tout comme Linux comme c'est le cas par exemple de la distribution Red Hat Enterprise Linux 6.5, pour les autres OS il faut un pilote fournit par le constructeur, Intel en fournit d'ailleurs un pour Windows Serveur 2012 et 2008 R2 x64..."

 

 

PCI-Express :

03/04/2014 : Rog.asus.com - SSD Guide: PCI-Express, M.2, mSATA And SATA Express – The Differences Explained!

 

12/06/2013 : TomsHardware.fr - Les MacBook Air inaugurent les SSD PCI-Express
"Une des évolutions les plus importantes dans les PC portables cette année sera l'adoption progressive de SSD munis d'une interface PCI-Express, qui ne limitera plus les débits comme le fait le SATA 6 Gbit/s aujourd'hui..."

29/04/2013 : LaRuche.it - Test : Asus RaidR Express 240 Go
"Après les très controversés OCZ RevoDrive 2 et 3, c'est au tour d'Asus de se lancer à l'assaut de la technologie SSD sur port PCI-Express. Son arme : le système RaidR...

 

07/01/2013 : NextInpact.com - ASUS se lance dans les SSD PCI Express

Exemple chez LDLC :
http://www.ldlc.com/informatique/piece/disque-ssd/c4698/+fv32-1818.html

 

28/06/2011 : Presence-pc.com - OCZ RevoDrive 3 : le SSD ultime ?
"le RevoDrive X3 est le premier SSD grand public à promettre des débits allant au-delà de 1 Go/s. Au lieu d'utiliser une interface SATA comme les autres SSD (et être limité à 600 Mo/s), il est connecté en PCI Express...
... un SSD destiné aux amateurs de performances qui doivent traiter de grosses charges de travail..."

28/04/2011 : Presence-pc.com - Tous les prochains SSD Intel détaillés
"En plus du Intel 311, qui sera un SSD « cache », la société devrait proposer une large gamme de SSD : Un remplaçant pour le 310, un successeur au 510, un nouveau X25-E et un SSD PCI-Express"

 

 

SATA Express :

- SATA Express sur Wikipedia.en

 

22/05/2014 : LaRuche.it - Un contrôleur Marvell pour des SSD SATA Express à sortir début 2015 ?
"... Depuis janvier 2013, la norme PCI Express intègre l'obligation d'implémenter le SRIS (Separate Refclk Independant SSC) dans le cadre de son utilisation pour le SATA Express..."

21/05/2014 : Hardware.fr - Les SSD SATA Express en fin d'année ?
"Marvell vient d'annoncer un nouveau contrôleur pour SSD, le 88SS1083. Cette puce est selon Marvell la première complètement compatible avec le standard SATA Express, avec entre autre le SRIS (Separate Refclk Independant SSC) .."

 

09/08/2013 : Hardware.fr - Le SATA passe en version 3.2
"Le SATA-IO vient d'annoncer la ratification de la norme SATA 3.2, qui était initialement prévue pour … fin 2011 !..
... Cette norme intègre plusieurs nouveautés, à commencer par le SATA Express. Le SATA Express nécessitera un nouveau connecteur qui permettra côté carte mère de connecter deux périphériques SATA ou un périphérique SATA Express...
... La norme SATA 3.2 intègre également le format de carte M.2 (ex NGFF) mis au point par le PCI-SIG. Ce format plus flexible que le mSATA réduit la hauteur des cartes...

 

26/02/2013 : TomsHardware.fr - Z87-Deluxe/SATA-Express : un port pour SSD à 800 Mo/s
"... Mais qu'est-ce qu'un port SATA-Express ? Il s'agit d'un bricolage pensé pour assurer une transition en douceur entre les SSD SATA et les SSD PCI-Express. Un port SATA Express est physiquement composé de deux ports SATA accolés, plus un petit bout. En pratique, on peut y brancher soit deux périphériques SATA, soit un périphérique SATA Express. Dans ce dernier cas, deux lignes PCI-Express sont multiplexées sur les câbles SATA et le bout supplémentaire..."

 

Rog.Asus.com - SSD Guide: PCI-Express, M.2, mSATA And SATA Express – The Differences Explained!

 

 

Autres interfaces :

ExpressCard :
exemple : Verbatim SSD ExpressCard 16 Go

IDE :
exemple : Silicon Power Solid State Disk - SSD 128 Go 2.5" IDE

Mini PCI-Express compatible avec les Eee PC :
exemple : Silicon Power Solid State Disk - SSD 32 Go Mini PCI-Express

USB2 :
exemple : Silicon Power Solid State Disk M10 - SSD 128 Go 2.5" Serial ATA II avec port USB