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「筆記型電腦」
「硬體相關」
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什麼是m.2
NGFF M.2（以下下簡稱M2）和SATA Express（以下下簡稱SATAe）是用以替代當前Mini PCI-Express（以下下簡稱MIni PCIe）/mSATA和SATA的新一代接口。
M2接口和SATAe接口已經可以在部分新款筆記本電腦和Intel 9系列主板上見到了，因為易與現有的接口相混淆，在這裡做一個簡單介紹。
一、M2
M2是目前常見於無線網卡、3G網卡和部分小型SSD的Mini PCIe/mSATA的替代升級版，具備小尺寸、低高度、集成度更高的優勢。
M2接口、板卡因尺寸規格（長寬高）和鍵位（Key）不同，分為多種規格。下面引用鏈接器製造商TE的一篇PDF，簡單說明。（參考資料都在帖子最後提供下載）
比如舉例中的2242-D2-B-M，是一個寬度22mm 長度 42mm 雙面各高1.35mm B+M鍵位的M2插卡，這塊插卡應當是一塊SSD，具備PCIe x2及SATA接口（當然任何M2設備只能用其中一種接口，具體使用哪個接口由主控決定）。
（上圖中右側這個便是2242-D2-B-M規格的SSD，與左側mSATA規格的SSD做對比）
（上圖是2280-D2-M規格的三星XP941 SSD）
（上圖分別是Mini PCIe半高規格和M2 2230-S3-A-E規格的Intel 7260無線網卡）
（上圖是華碩Z97 Deluxe，可以看到PCH散熱器下方靠近SATAe端口旁邊有一個M2 M鍵插槽，可以支持M2 2260和2280兩種規格的SSD）
通過上面的例子可以看出M2插卡、插槽的用途可以通過鍵位來區分。同時，每種規格中也包含多組數據/信號通道，供不同用途使用。跟Mini PCIe/mSATA一樣，M2接口的金手指也是兩面交錯排列的。這裡為了說明，給幾種常見規格的針腳定義。
（上圖 M2-A，鍵位在pin8-pin15。具備PCIe x2、NFC、Display Port和USB 2.0通道等）
（上圖 M2-B，鍵位在pin12-pin19。具備SIM卡、音頻、PCIe 2.0、SATA及USB 3.0通道復用通道等）
（上圖 M2-E，鍵位在pin24-pin31。具備PCIe x2、NFC、SDIO、PCM、USB 2.0通道等）
（上圖 M2-M，鍵位在pin59-pin66。具備PCIe x4及SATA復用通道）
（上圖 M2-1216 HMC規格，非插卡形式，主要用於通信模塊）
（上圖 M2-2226 HMC規格，非插卡形式，依然是通信模塊）
（上圖 M2接口金手指及鍵位佈局，可以看到金手指是交錯排列的）
從規格中我們可以看到除了A B E M四個鍵位以外，還有其他鍵位，但大部分尚未應用。
M2的鍵位設計的比較有迷惑性，像當年DDR內存一樣，容易被強插導致插反。比如A和M鍵位，注意數一下兩面剩餘的金手指片數，一個是4/3，一個是5/4。另外就是碰見不熟悉的，不要強插，以免損壞。
從針腳定義圖中可以發現A及E的針腳定義有一定的共通性，B及M的有一定共同性，但AE/BM二者之間差異較大。也就是說M2接口是通過不同的鍵位加以區別的，不能通過物理損壞的方式，強行將其他鍵位的插卡插入不合規格的插槽中。
跟Mini PCIe/mSATA接口類似，B M鍵位的M2接口的PCIe通道和SATA通道也是復用的，通過一組檢測針腳來判斷設備是走PCIe通道還是SATA通道，同一設備只能用其一。
M2接口也是只用3.3v為輸入電壓，如果未來會有向2.5"轉接的設備，可能需要DC-DC轉換或者要求直接3.3V輸入。
點評：
M2接口在設計之時就考慮到了可用於多種用途，多種尺寸規格可以用在不同場合之中（不僅有前面介紹的22mm寬度和HMC模塊形式，還有16mm和30mm寬度，在最後的資料中提供），而且未來還有進一步擴展的空間。
但就是因為規格太多，容易使人發生混淆和兼容性的障礙。就比如一台筆記本裡面是2242規格的插槽，那麼其他2260/2280規格的SSD就肯定無法使用；同樣，如果2260規格的插槽在42mm位置沒有預製螺絲孔，那麼也沒法使用2242規格的SSD。
現階段M2規格的設備尚少，某些廠家走在了前列，或者同時推出M2和Mini PCIe/mSATA規格的設備。在購買時候一定要確定插槽的規格，以及設備的規格。除了尺寸和鍵位以外，還要注意SSD走的是PCIe通道還是SATA通道。如果同一款SSD既有mSATA規格又有M2規格的（比如Intel 530），那麼肯定是走SATA通道的，不要被外形所迷惑。
二、SATAe
SATAe是目前SATA接口的升級版，有點類似於M2，也是PCIe x2及SATA的復用接口。
SATAe並不是全新設計的接口，它是在現有SATA接口上加以改造得來的，借鑑了一部分SAS接口的設計。
如上圖所示：(a)是SATAe設備端插頭；(b)是SATAe數據線設備端插口；(c)是SATAe熱插拔背板設備端插口；(d)是SATAe主機端插口；(e)是SATAe數據線主機端插頭。
這裡我們跟現有的SATA接口和數據線插頭找不同就可以了。如果手裡有空閒不用的SATA硬盤和數據線/電源線（一體的最好），可以拿來進行對比。如果手裡有SAS接口設備更佳。
先說設備端。
目前SATA設備的接口是分兩段——數據線7pin和電源線15pin，有一個"7"或者"L"形的舌頭或者缺口。在SATAe裡面，"7"和"L"拐角處被連接起來，也就是舌頭成了一個完整的平面，底下空缺。同時，在連接處的另一面多了7pin金手指。
不太形象？這裡借用一下SAS接口用以說明（SAS接口跟SATAe的設備端接口具有很大的相似性）。
A段和C段是SATA、SATAe、SAS接口共有的部分，B段是SATAe和SAS接口獨有的部分。SATAe接口和SAS接口B段的物理外形並不完全相同，結合最上方圖(b)的就能發現SAS接口是B端下方整個掏空了，而SATAe接口B端下面依然有個突出。這也就保證SAS和包括SATA一體線纜無法插入SATAe設備中，反之，SATAe線纜可以插入SATA和SAS設備中。
換個視角。看你手裡SATA硬盤的接口、最上方圖(a)(b)和上圖。SATA接口是"7"和"L"中間是斷開的；SATAe接口是"7"和"L"拐角處被連接起來，但底下空缺一塊；SAS接口是"7"和"L"拐角處整個連成一體。
再到主機端。
SATAe接口的主機端實際上就是兩個SATA接口並排，再加上一個只有4pin的縮小版SATA接口。這是為了保證向下兼容性，畢竟SATAe接口是復用PCIe x2及2組SATA線路，如果不考慮兼容性的話，接口浪費會很嚴重，而且難以佈局。
其實還有一種只有PCIe x2線路的SATAe接口，實在最上方圖(d)的SATA接口中多了幾個凸起，這樣SATA數據線纜就無法插入這個接口，只能用專門的SATAe PCIe x2線纜。
也許有人要問，既然是用PCIe x2替代兩組SATA線路，那麼為什麼還要多4pin接口？除了物理上加以區分以外，其中一個原因就是SATA是存儲專用，但PCIe是外圍通用，不僅要有數據pin，還要有時鐘pin等。
SATAe我沒有找到確切的針腳定義，但基本上可以推斷出是PCIe Tx+/Tx-/Rx+/Rx-與SATA Tx+/Tx-/Rx+/Rx-相復用，PCIe額外要用的針腳可能與其他針腳相復用。這也就導致SATAe線纜雖然能插進SAS設備中，但實際上沒法用。
點評：
SATAe是為瞭解決目前標準2.5"和3.5"外形存儲設備帶寬而設計的，出發點是好的，但可能很快淪為雞肋。
為了保證對SATA的向下兼容性，SATAe的接口占地面積過大。相對於M2小巧的接口，SATAe簡直巨大，而且帶寬只有M2 M鍵規格的一半（這還不算上M2可以用來自CPU的PCIe 3.0，但SATAe目前只能用PCH提供的PCIe 2.0的差異），在有更大帶寬的設備時，新的瓶頸就會出現。所以SATAe很可能只是過度設備，或者只能作為消費級平台上的非固定存儲設備。因為：
1 在不追求單一設備高帶寬的情況下，有便宜量又足的SATA 6Gbps（半雙工）。即使主板原生的不夠用，還有低成本的PCIe SATA擴展卡。
2 在追求高可靠性和高可用性的情況下，有雙端口SAS，單端口帶寬就可達12Gbps（全雙工）。可以通過SAS HBA和SAS Expender成規模擴展。
3 在追求高性能的情況下，有PCIe插卡形式的SSD（包括M2）。可以自主選擇x2 x4 x8甚至更高的PCIe鏈路需求，以實現更高帶寬。
4 在同時追求高性能和熱插拔的情況下，有為下一代NVMe SSD設計的多功能接口 SFF-8639。包含6條數據通道，可用於PCIe 3.0 x4、SATAe x2、SAS 12Gbps、SATA 6Gbps，根據需要以分配。
SFF-8639，目前可見於Intel和三喪最新的2.5" PCIe NVMe SSD和DELL PowerEdge R920服務器上。
SFF-8639接口在SAS接口（SFF-8482）的兩面上都排列了針腳，使其具備6條數據通道（復用）：白色SATAe x2；白色及灰色SAS x4；黑色PCIe x4。
未來的SATAe設備接口可能會轉向SFF-8639接口，以適應下一代需求。
由於Intel決定不在新的9系列平台上提供對SATAe的原生支持，所以目前計畫推出的9系列新主板也只有部分高端型號加入了該接口，但PCH PCIe鏈路爭搶嚴重，加之與CPU通信的DMI總線只有相當於PCIe 2.0 x4的帶寬，所以即使有了新接口，但也難以發揮出優勢。況且目前尚無量產的SATAe設備，主板上的接口只能暫時當一般的SATA接口使用，或者轉接為標準PCIe 2.0 x2插槽使用。
下一代原生PCIe的SSD主控，比如SF-3700系列，前端同時提供PCIe x2和SATA兩種接口，配合SATAe接口也許能發揮最大作用。
三、M2和SATAe帶來了什麼
顯而易見的就是更高的帶寬。PCIe 2.0 x2 10Gbps要比SATA 6Gbps快了66%，如果升級成PCIe 3.0 x4更是快了5倍以上。
但這是對目前最常見的SATA來說。在數據中心和其他有RAS要求的環境中廣泛應用的SAS具備雙端口功能，而且是全雙工（SATA是半雙工）。在SAS 6Gbps下，利用雙端口就可以實現12Gbps的總帶寬，已經可以超過目前大部分M2和SATAe設備的帶寬。而且SAS已經進化到12Gbps，雙端口也就是24Gbps的帶寬，僅比PCIe 3.0 x4的32Gbps少了1/4。（其實不應該這麼比，SAS的雙端口很多時候是作為冗餘用的，目的是防止單點故障；而且一個是企業級一個是消費級，設計思路是不同的）
存儲接口紛紛擁抱PCIe的一個原因就是PCIe可以通過多通道輕鬆倍增帶寬，x1-x2-x4-x8-x16。而SATA只能通過RAID的方式間接增加帶寬，邏輯更複雜了，系統的不穩定因素也更多了。
但系統中的PCIe資源是有限的。Intel LGA1150 CPU只有16條PCIe通道，9系列芯片組可以拿出8條（其中1條必然要被集成網卡拿走），其中有多少資源可以供給M2和SATAe用？高端主板上排滿了PCIe x16插槽和各種板載設備，還要留出空間給M2和SATAe，資源爭搶非常嚴重。要知道先前提到的配備PCIe NVMe SSD的DELL PowerEdge R920是四路E7v2的服務器，總共有160條PCIe 3.0通道，因此分8x4條出來給存儲用完全無壓力。
當然主板廠商可以依靠老辦法——PCIe通道切換開關和PLX橋接芯片來最大化PCIe佈局。最後的結果可能是密密麻麻的一板子接口，大部分是擺設；或者一堆設備爭搶一條窄路，看上去美，但用起來受罪。（合理應用PCIe開關和PLX橋接芯片可以最大化資源利用，但前提是合理；為確保使用體驗，用戶也應該知道哪些接口共用了一條通道；我不想再說說明書的重要性，但消費級主板廠家的說明書大都是擺設）
至於曾經提及的延遲問題，僅僅是從SATA轉向PCIe並不會帶來實質的進步。相反，轉接過多的話，延遲會不降反增。這跟多卡SLI/CF，用PLX方案的性能要比原生通道拆分的低是一個道理。
也許主板廠商可以大膽地分配一路PCIe 3.0 x4給M2接口與最後一條PCIe x16接口共用，但這目前也是象徵意義大於實際意義。直接用CPU的PCIe通道固然可以降低延遲提高性能，但這也限制了顯卡的擴展，而且目前尚無PCIe 3.0 x4的M2 SSD。所以就實用來說，對主板廠商還是用戶，都是一個兩難境地。而這種尷尬局面也許需要更多的CPU PCIe通道（比如LGA2011平台）和未來新設備的發展才能解決。
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