Comment choisir SSD : SSD M.2, NVMe, SATA, AHCI


Les différences entre un SSD et disque dur HDD

On va pas s'étendre sur cette question car il existe déjà un article complet.

Pour résumer :

  • Les SSD sont en électronique et plus rapide
  • Les disque dur HDD sont mécaniques, plus lent, plus lourd et plus fragiles. C'est la génération d'avant.


Les formats SSD 2.5 VS M.2

Voici un tableau qui vous donnent les différents formats de SSD.

Ainsi :

  • Un SSD 2.5 est plus petit qu'un disque dur HDD 3.5
  • Un SSD M.2 fonctionne comme une barrette de mémoire RAM. On la clipse dans la carte mère pour l'ajouter.

Voici les différentes tailles de SSD 2.5", M.2 et mSATA.


M.2 et 2.5" sont des formats de connectiques et de tailles pour les SSD.    

Les SSD 2.5"

Les SSD 2.5" ne seront pas détaillés, car il n'y a rien d'exceptionnel.

On les branche à l'aide d'un câble SATA à la carte mère du PC et d'un câble d'alimentation.

C'est exactement la même connectique que pour les HDD.

Ainsi, il n'y a pas vraiment de question à se poser la dessus. Un article existe d'ailleurs sur le site : Installer ou connecter un SSD sur votre PC.    

Les SSD M.2

C'est quoi le SSD M.2 ? M.2 ou NGFF (pour Next Generation Form Factor) est donc une norme de connecteur.

Cela permet d'installer des cartes d'extensions Wifi, USB etc et donc SSD. Le SSD M.2 sont déclinés SATA 3.0 et PCI Express 3.0.

La communication se fait alors soit avec le Bus SATA, soit avec le Bus PCIe.

Voir les explications du paragraphe suivant. Le M.2 réduit la taille du SSD qui fonctionne comme une barrette de mémoire.

On clipse ce dernier à la carte mère sur le port M.2 ou port PCIExpress. Le M.2 NVME est le format le plus rapide et ils peuvent alors atteindre d’un taux de transfert maximal en lecture de 2500 Mo/sec. A lire : Qu’est-ce que le PCI Express (PCIe/PCI-E)

Les tailles et longueurs des cartes M.2

Les SSD M.2 peuvent avoir des tailles différentes :

  • On trouve 
    • des largeurs de 12, 16, 22 et 30 mm.
    • et longueurs de 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 et 110 mm.
  • La taille se définit par la largeurs et longueur, exemple 2280 ou 2260.

Généralement les cartes mères accueillent les différentes longueurs de carte M.2.

Mais en générale, la largeur utilisée est 22 mais la longueur peut changer entre 2260 et 2280.


Les socket M.2 (B, M, B+M)

Ensuite il existe différents sockets M.2. On les différencie avec des keys (clés).

Il en existe trois types :

  • B Key : utilise un espace dans le côté droit de la carte (côté gauche du contrôleur hôte), avec six broches à droite de l'espace. Cette configuration prend en charge les connexions de bus PCIe x2.
  • M Key : utilise un espace dans le côté gauche de la carte (côté droit du contrôleur hôte), avec cinq broches à gauche de l'espace. Cette configuration prend en charge les connexions de bus PCIe x4 pour deux fois le débit de données.
  • B+M Key : utilise les deux espaces ci-dessus, avec cinq broches sur le côté gauche de la carte et six sur la droite. En raison de la conception physique, les cartes B + M sont limitées aux vitesses PCIe x2.

Les cartes M.2 avec une interface B Key ne peuvent s'insérer que dans un emplacement hôte B Key, et de même pour M Key. Mais les cartes avec une conception de clé B + M peuvent tenir dans un emplacement hôte B ou M, car elles ont des espaces pour les deux.     Enfin les différents Sockets :

  • Socket 1 pour la connectivité (Wi-Fi, Bluetooth, NFC, etc.)
  • Socket 2 pour les cartes WWAN (Wireless Wide Area Network), les SSD et autres
  • Socket 3 pour les SSD exclusivement

Les SSD utilisent les sockets 2 et 3.

NextInpact a fait un bon article sur ces différents sockets M.2 : Tout savoir sur le M.2 : un connecteur, trois sockets, des dizaines de possibilités.    


La norme M.2 NVMe, SATA et la norme mSATA

La norme M.2 est une spécification pour les cartes d'extension d'ordinateur montées en interne.

Elle a été créée pour répondre aux limites de mSATA (Mini-SATA).

En tant que «successeur» de mSATA, M.2 offre des performances et une capacité supérieures tout en minimisant l'encombrement des modules.


NVMe VS SATA

Un module SSD M.2 est connecté à un hôte via une interface SATA ou via une voie PCI Express (PCIe).

Un module SSD M.2 est conçu uniquement pour une interface SATA ou PCIe, pas les deux en même temps, bien que certains systèmes puissent avoir des sockets M.2 qui prendront en charge une ou les deux interfaces.

  • NVMe (Non-Volatile Memory express) utilise PCI Express pour communiquer directement avec le processeur :
    • Il remplace AHCI, c'est le nouveau protocole pour gérer ce nouveau mode de communication à travers le Bus PCI. Ainsi la carte mère et le BIOS doivent le gérer.
    • Ce mode de communication est plus rapide.
    • La connectique est exclusivement en PCI Express.
    • La vitesse varie selon le type de PCI Express (4x, 8x, 16x).
    • La vitesse maximale est 5000 Mo/s mais en général 2000 à 2500 Mo/s
  • En SATA, la communication passe par le contrôleur SATA et l'interface AHCI pour les logiciels et OS :
    • On reste en AHCI comme avec les câbles.
    • Quelque soit la connectique (câble ou M.2), le débit sera plus lent qu'en NVMe.
    • La vitesse est de 6 Gb/s soit ~500 Mo/s.

Serial ATA (SATA), mSATA : les ports, câbles et fonctionnement


AHCI (pour SATA)NVME
file d'attente de commandes164 000
Nombre de commandes par
file d'attente
3264 000
Latence6 ms2,8 ms
Communicationavec le contrôleur SATADirectement avec le processeur
input/output operations
IOPS
10 0001 million
AHCI VS NVME
source kingstom.com

Les modules M.2 SATA sont donc des choix optimaux pour ceux qui souhaitent la compatibilité avec les systèmes existants ainsi que la commodité du remplacement et du branchement à chaud.

Ils sont conçus pour une interface SATA fonctionneront selon la dernière norme SATA de 3e génération, qui est jusqu'à 6 Gb/s.


Bien que M.2 prenne en charge SATA et PCIe, un module M.2 ne peut être inséré que dans l'une des deux interfaces.

Vérifiez la documentation de votre carte mère pour vous assurer que votre module s'adapte et fonctionne avec le socket correspondant sur la carte mère.    

Les SSD M.2 et 2.5 " : le résumé complet

Les SSD 2.5"

Ce sont les SSD les plus gros mais moins lourd qu'un HDD.

Ils fonctionnent avec un câble SATA et la transmission se fait donc en AHCI.

Les SSD 2.5" sont encore vendus mais devraient disparaître au profit des SSD M.2

Les SSD M.2

Pour résumer sur les SSD M.2 :

  • M.2 est une norme de connectique plus petit et un peu sous la forme de barrette de mémoire RAM.
  • Le SSD M.2 peut fonctionner soit en SATA soit en PCIe
  • NVMe (Non-Volatile Memory express) est une spécification de transmission de données et un pilote pour les SSD M.2 PCIe.
  • NVMe remplace AHCI qui est la norme de transmission des données en SATA.
  • Il faut un port M.2 sur la carte mère pour pouvoir installer le SSD.
  • Il existe des longueurs et type de sockets différents pour les cartes M.2 et le type de Socket.

C'est votre carte mère qui dicte quel type de SSD (SATA ou PCIe) vous pouvez utiliser.    

FAQ des SSD M.2

Les questions les plus fréquentes sur les SSD M.2 Peut-on brancher un SSD NVme 8x sur un port PCI 4x ? Oui.

On peut brancher n'importe quel disque dans n'importe quel port.

La norme PCIe est très flexible la dessus.

Bien sûr vous serez limités par le nombre de BUS de la carte mère.

Ainsi, si vous branchez un SSD PCIe 8x sur un port PCI 4x, ce dernier tournera en 4x.  Peut-on brancher un SSD M.2 sur un ancien PC qui n'a pas de port M.2 ? Oui mais pour cela, il faut ajouter une carte PCI d'extension qui apporte le port M.2.

Par contre, vous risquez d'avoir des problèmes pour démarrer votre OS dessus.

Ainsi il ne peut servir que de disque de stockage.

 

Comment choisir son SSD

Comment choisir le meilleur SSD M.2 par rapport à sa configuration ? Vous devez partir de votre carte mère est vous assurer que :

  • Qu'un port M.2 est disponible sur votre carte mère.
  • Les tailles et longueurs disponibles du port M.2.
  • Le type de Socket.
  • Si votre carte mère est compatible PCI Express : la vitesse du SSD, n'achetez pas un SSD PCI 4x si votre carte mère est compatible x8.
  • Si vous obtenez pour dur PCIe, vérifiez le nombre de BUS PCI (x4, x8) sinon votre disque sera limité.

Il est donc impératif de jeter un coup d'oeil à la notice de la carte mère.    


Les autres éléments à vérifier :

  • Le format et connectique : format le M.2 ou 2.5".
  • Le délai de MTBF : Le temps moyen de bon fonctionnement ou MTBF (Mean Time Between Failure). C'est le délai de fiabilité garantie par le constructeur.
  • Le temps de garantie : Pour les SSD, les temps de garantie vont de 3 à 10 ans en fonction de la marque et de la gamme.
  • La vitesse maximale PCIe si vous optez pour ce type de SSD.
  • Les dimensions et taille du SSD
  • Vitesse d'écriture ou lecture : Attention, ce sont des chiffres théoriques fournis par les marques.

Pour ajouter un SSD M.2 sur votre PC, la carte mère doit avoir un port M.2

Mais elle peut proposer les deux sockets.


Enfin on clipse alors ce dernier dans le slot puis on visse ce dernier.


L'article suivant détaille tout cela : Comment installer un SSD M.2 sur son PC.    

Glossaire

  • Serial ATA ou SATA (Serial Advanced Technology Attachment) : norme et standard de connectique et BUS de communication pensé pour les disques dur HDD. Les SSD l'utilisent mais sont limités en terme de vitesse
  • NVMe (Non-Volatile Memory Express) est une interface de communication et un pilote qui utilise le port M.2 et U.2
  • AHCI (Advanced HCI) : Mécanisme qui permet à la couche logicielle de communiquer avec l'interface SATA
  • PCI Express ou PCI-e : Standard de connexion et bus de communication pour des cartes d'extensions

source: https://www.malekal.com