Standard M.2

M.2 wurde eigentlich entwickelt unter der Bezeichnung „NGFF“ beziehungsweise „Next Generation Form Factor“. M.2 ist eine Norm für SSDs in Form einer kleinen Platine, die direkt auf die Hauptplatine eines entsprechend vorbereiteten PCs oder Notebooks gesteckt wird.
Momentan gibt es immer mehr Chipsätze für Hauptplatinen, die eine M.2-Steckkarte überhaupt ansprechen können. Schon etwas länger im Markt sind der Intel X99, der Intel Z97 und der Intel H97. Von den aktuellen Skylake-Prozessoren mit LGA-1151-Fassung können der B150, der H170, der Q170 und der Z170 mit M.2 umgehen.

Wegen technischer Limitierungen der Chipsätze beträgt das maximale Tempo auf den drei älteren Chipsätzen ca. 800 MByte pro Sekunde, was nicht sehr viel mehr ist als auch über SATA III übertragen wird.

Mit den gerade jetzt erst den Handel erreichenden neuen Chipsätzen schaffen die schnellsten M.2-Platinen mit NVME-Protokoll bis zu 2,2 GByte pro Sekunde beim lesen und 900 MByte pro Sekunde beim Schreiben. Problematisch: Erstens gibt es die richtig schnellen M.2-SSDs nur mit „geringen“ Kapazitäten bis 500 GByte und zweitens verringern sie im anstrengenden Dauerbetrieb selbstständig ihre Leistung, um nicht durchzubrennen. Drittens kosten schnelle M.2-SSDs mindestens das doppelte vergleichbarer SSDs im Festplattengehäuse.

M.2 wurde nur teilweise erfunden, um mehr Geschwindigkeit zu erreichen. Ein nicht minder wichtiger Grund war die Kostenersparnis durch die einfachere Montage sowie den Verzicht auf das SSD-Gehäuse und -Kabel.

M.2 ist nicht gleich M.2. M.2 wurde entwickelt, um alle möglichen Funktionen in einen PC zu stecken: Bluetooth, WLAN, GPS… und natürlich hochschnelle SSD-Massenspeichermodule. Diese Module kommunizieren über verschiedene Protokolle mit der Hauptplatine. Um Inkompatibilitäten zu vermeiden, sind die Steckverbindungen mit sogenannten „Keys“ versehen – Aussparungen, die vermeiden sollen, dass man ein nicht funktionierendes Modul einsteckt. Es gibt Keys A bis M, wobei für SSDs aber nur die Keys B und M interessant sind. Die Key-Bezeichnungen wurden vom Entwicklerkonsortium „frei Schnauze“ gewählt, die Buchstaben haben keine weitergehende Bedeutung.
Eine Steckleiste auf einer Hauptplatine darf immer nur einen Key haben. Auf Hauptplatinen, deren M.2-Steckplatz für SSDs gedacht ist, wird man also nur Steckleisten mit einem B-Key oder einem M-Key finden. SSDs im M.2-Format haben je nach Anschlusstyp einen B-Key (passt nur in B-kodierte Hauptplatinen), einen M-Key (passt nur in M-kodierte Hauptplatinen) oder einen B- und einen M-Key, die in beide Buchsenleisten passen.
SSDs mit B-Key nutzen für die schnelle Kommunikation zwischen den Speichermodulen und der PC-Hauptplatine maximal zwei PCIe-Lanes. Eine PCI-Lane steht dabei für Datenübertragungen mit theoretisch 1 GByte pro Sekunde, wovon in der Praxis 800 MByte pro Sekunde übrig bleiben. Bei zwei PCIe-Lanes rechnet man also mit theoretisch 2 GByte und praktisch 1,6 GByte pro Sekunde. SSDs mit M-Key könnten bis zu vier PCIe-Lanes nutzen, bieten also eine nochmals verdoppelte Datenrate. Das funktioniert aber nur mit Chipsätzen der 1xx-er Klasse.
Die Crux der aktuellsten Chipsätze Z97 und H97 sowie der nächsten Intel-Prozessorgeneration: Die Chipsätze bieten weiterhin für alle Komponenten auf der Hauptplatine nur 18 Highspeed-Ports. Diese müssen auf die diversen Komponenten (USB 3.0, Gigabit-LAN, PCIe 2.0, SATAe etc.) verteilt werden. Die genaue Verteilung ist aber Sache des Herstellers bzw. des Systemintegrators, der nach eigenem Gutdünken die „Geschwindigkeit“ auf die Komponenten verteilen darf. Eine extrem schnelle Grafikkartenanbindung kann daher dazu führen, dass für mehrere hochschnelle Massenspeicher keine Ressourcen mehr zur Verfügung stehen.

Eine fürs Foto vergrößerte M.2-Steckkarte. Diese ist im Original 22 mm breit und 42 mm lang. Beachten Sie die Kerbe für die Sicherungsschraube und die beiden Codierungskerben in der Kontaktleiste.

Eine fürs Foto vergrößerte M.2-Steckkarte. Diese ist im Original 22 mm breit und 42 mm lang. Jetzt erhältliche M.2-Platinen sind immer 22 mm breit. Die Länge ist variabel, hier findet man je nach benötigtem Platz Baugrößen mit 30 mm, 42 mm, 60 mm, 80 mm oder 110 mm. Beachten Sie die Kerbe für die Sicherungsschraube und die beiden Codierungskerben (B- und M-Key) in der Kontaktleiste.




Die Samsung XP941 ist eine der ersten SSD-Steckkarten im M.2-Format. Sie arbeitet sehr schnell, aber leider nicht auf jeder Hauptplatine.

Die Samsung XP941 ist eine der ersten SSD-Steckkarten im M.2-Format. Sie arbeitet sehr schnell, aber leider nicht auf jeder Hauptplatine.



FAzit: Wir raten normalen Anwendern von der Benutzung einer Lösung mit M.2-Anschluss ab, weil einerseits der Geschwindigkeitsvorteil gegenüber einer SATA-III-SSD nicht ins Gewicht fällt, und andererseits die Kompatibilitätsprobleme auch sehr erfahrene Anwender vor Probleme stellen können. Vielleicht brauchen die Hersteller einfach noch eine gewisse Zeit, um mehr Knowhow zu diesem Thema zu sammeln.

Bis dahin kann aber M.2 schon wieder obsolet sein. Auf der Branchenveranstaltung „Flash Memory Summit 2014“ sprachen Intel, HP, Toshiba und Sandisk bereits von ernsten Überlegungen, Flash-Speicher im BGA-Format auf Hauptplatinen zu bringen, also in Form eines einzelnen Chips ähnlich dem Prozessor.