45---M.2 SSD电路设计

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M.2 SSD电路设计

1、M.2简介

1.1、M.2基本介绍

M.2接口也叫NGFF，英文全称Next Generation Form Factor。M.2接口是为超极本（Ultrabook）量身定做的新一代接口标准，是Intel推出的一种替代mSATA新的接口规范。尺寸和传输性能和容量，M.2都远胜于mSATA。

SSD的金手指有B key（已淘汰）,M key, B&M key三种,但是主板上的M.2接口只有B key和M key两种。

（AHCI协议和NVMe协议注意区分）！！！

硬盘想要和主板交互数据，传输总线做媒介，数据协议作为沟通，物理接口硬盘接入。

M.2相比于mSATA的优势：

尺寸

mSATA的51mm×30mm，4.85mm的单面布置厚度跟M.2比起来厚很多

速度

PCI-E ×2接口标准，最大的读取速度可以达到700MB/s，写入也能达到550MB/s。

PCI-E ×4接口，理论带宽可达8GB/s。

存储量

更高的存储容量

1.2、PCI-E转M.2双盘位转接卡（NVMe + NGFF）

1.3、M.2 SSD常见尺寸图

M.2模组的尺寸用Type xxyy的方式表示，xx表示宽度，yy表示长度，单位为毫米。

在选择M.2 SSD时要考虑长度。一般为30、42、60、80或110mm。

1.3.1、2230

1.3.2、2242

1.3.4、2260

1.3.4、2280 （常用）

1.3.5、22110

1.4、M.2 SSD分类

一开始，B key的只能插在B key（Socket 2）的接口中，M key的只能插在M key(Socket 3)的接口中，但是随着M key接口的普及，越来越多电脑主板只有M key接口，B key的SSD根本插不上去，于是厂商们又设计了一个B&M key接口的SSD。

B&M key接口既可以插上B key也可以插上M key。B&M key支持的通道和B key支持的通道一样,都是SATA,PCIE x2。B&M key可以兼容M key 和B key两种,但B key只能兼容B key一种,这就导致了B key毫无优势,B key被B&M key取代，现在市面上只有B&M key和M key两种M.2 ssd卖, B key的M.2 SSD已经绝迹。

M.2 SSD类型	缺口位置	说明
B key	左边	B key正面 6个金手指,背面5个金手指
M key	右边	M key正面 5个金手指,背面4个金手指
B&M key	左右边	左边的正面 6个金手指,背面5个金手指右边的正面 5个金手指,背面4个金手指

1.4.1、B key M.2 SSD ---（已淘汰）缺口处少12-19

1.4.2、M key M.2 SSD 缺口处少59-66

1.4.2.1、M key M.2 SSD ---AHCI

少量！

1.4.2.2、M key M.2 SSD ---NVME(★) （绝大部分）

1.4.3、B & M-key M.2 SSD (★) （绝大部分）

缺少12-19

缺少59-66

1.5、AHCI协议和NVME协议（★）

1.5.1、AHCI协议

1.5.2、NVME协议

PCIE Express版本	传输速率(理论)
PCIE Express版本	X1	X4	X8	X16
2.0	500MB/S	2GB/S	4GB/S	8GB/S
3.0	1GB/S	4GB/S	8GB/S	16GB/S
4.0	2GB/S	8GB/S	16GB/S	32GB/S

2、M.2 socket接口类型和尺寸图

由于有多种尺寸和功能的M.2接口，因此需要规定一个标准的命名规则来划分这些接口。

M.2接口的命名主要遵循以下原则：

1、适配器尺寸。（长和宽）

2、适配器最顶层到最底层的最大Z轴高度。

3、机械连接键（Mechanical Connector Key ）的位置。

KEY	引脚	应用
A	8-15	2xPCIex1/USB2.0/I2C/DPx4
B	12-19	PCIex2/SATA/USB2.0/USB3.1 Gen1/HSIC/SSIC/Audio/UIM/I2C/SMBus
C	16-23	PCIe/MPCIe/USB2.0/USB3.1 Gen1/SSIC/I2C-SlimBus/UIM/ANTCTL
D	20-27	未使用
E	24-31	2xPCIex1/USB2.0/I2C/SDIO/UART/PCM
F	28-35	FMI
G	39-46	Generic
H	43-50	未使用
J	47-54	未使用
K	51-58	未使用
L	55-62	未使用
M	59-66	PCIex4/SATA/SMBus

分类

图示

说明

Socket 2

B key

支持sata，pcie x2。

传输模式变为SATA或PCI-E X2,支持SSD, WWAN或者其他主要key界面。

Socket 3

M key

支持sata，PCIE X4。传输率达到了4GB/s,可用于支持最高性能的SSD与缓存使用。

2.1、B-key---socket2

2.2、M-key---socket3 （★）

3、M.2信号定义

3.1、Pinout for KEY B(已淘汰，忽略)

3.2、Socket 3 SATA-based Adapter Pinouts (Key M)（★）

Socket 3基于SATA的适配器插口(Key M)

Pin number	Pin name	Description
1、3、9、15、21、27、33、39、45、51、57、71、73、75 (14个)	GND	GND
2、4、12、14、16、18、70、72、74 (9个)	3V3	+3.3V
41	SATA-B+	Host Receiver Differential signal pair (P)
43	SATA-B-	Host Receiver Differential signal pair (N)
47	SATA-A-	Host Transmitter Differential signal pair (N)
49	SATA-A+	Host Transmitter Differential signal pair (P)
69		PEDET = GND (SATA)
38	I	DEVSLP(省电)
10	I/O	DAS/DSS

集合：75pin

Pin Description	数目（个）
3V3	9
GND	14+1
2对收发差分	4
DEVSLP	1

3.3、Socket 3 SSD pinout (Key M) On Platform（★）

Socket 3 SSD 管脚定义 (Key M)

Pin number	Pin name	Description
1、3、9、15、21、27、33、39、45、51、57、71、73、75 (14个)	GND	GND
2、4、12、14、16、18、70、72、74 (9个)	3V3	+3.3V
5 7		PET p3/n3
11 13		PER p3/n3
17 19		PET p2/n2
23 25		PER p2/n2
29 31		PET p1/n1
35 37		PER p1/n1
41 43		PET p0/n0
47 49		PER p0/n0
53 55		REFCLKp/n
69		PEDET = NC (PCIe)
38		GND