Um das Thema M.2 Anschluss ranken sich viele Fragen, Theorien und vor allem auch viel Unsicherheit. Was ist M.2 überhaupt? Kann ich eine M.2 SSD nutzen? Welche SSD passt in meinen PC oder Notebook? Ist sie wirklich viel schneller? All diesen Themen wollen wir nachgehen und haben sie daher für euch zusammengefasst.
Zuletzt aktualisiert: Januar 2019
Inhalt:
- Was ist M.2 überhaupt?
- Warum M.2?
- Welche M.2-Varianten gibt es?
- Wie viel schneller sind sie wirklich?
- Nachrüsten in Systemen ohne M.2-Slot
- Fazit?
- Aktuelle Testberichte
Was ist M.2 überhaupt?
M.2, anfangs auch als NGFF (next gen. form factor) bezeichnet, ist ein relativ neuer Anschlusstyp, der kurzfristig mSATA mSATA ersetzt hat und auf lange Sicht auch SATA selbst ablösen soll. In Notebooks und besonders Ultrabooks kommt er bereits regelmäßig zum Einsatz, da er gegenüber herkömmlichen SATA Festplatten und SSDs Platz spart und dadurch deutlich kompaktere Geräte ermöglicht. Auch gegenüber mSATA spart der M.2 Anschluss Platz in der Breite. M.2 bietet außerdem den Vorteil, dass der Anschluss nicht nur SATA-SSDs unterstützt, sondern auch PCI Express Steckkarten oder SSDs. Damit ist der Anschluss vielseitiger als (m)SATA und bietet dabei noch deutlich gesteigerte Datenraten. Auch unterstützt M.2 neue Protokolle zur Datenübertragung wie NVMe (Non-volatile Memory Express), die eine deutlich gesteigerte Performance gegenüber AHCI bieten.
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M.2 beschreibt hierbei lediglich die Anschlussform, aber nicht die elektronische Übertragung. Der M.2 Anschluss kann sowohl für SATA, als auch für PCI Express Verbindungen eingesetzt werden, je nach „Codierung“ der Steckkarte.
Der Nachteil am neuen Format? Es ist sehr vielseitig, was regelmäßig zu Verwirrungen führt.
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Warum M.2?
SATA ist in Verbindung mit AHCI bereits an seinem Limit angelangt – egal wie schnell der Speicher noch wird, per SATA sind nicht mehr als rund 550MB/s effektiv möglich. Zwar gab es Versuche wie SATA Express, aber wirklich durchsetzen konnte sich das nicht.
Mit M.2 Anschlüssen, die wiederum per PCI Express angebunden sind, sind in Kombination mit dem neuen NVMe Protokoll Datenraten von bis zu 4GB/s möglich – also mehr als das 7-Fache gegenüber SATA und AHCI.
Zudem ist damit ein noch schnellerer Zugriff auf die Daten möglich, da der separate HBA (Host-Bus-Adapter) entfällt und somit SSD und Prozessor direkt miteinander kommunizieren können.
Wie eingangs schon erwähnt, ist M.2 auch vielseitiger als mSATA oder SATA, da nicht nur SSDs, sondern prinzipiell auch andere Erweiterungskarten wie WLAN-Adapter darüber genutzt werden können.
Zudem verbrauchen die M.2 SSDs durch die Effizientere Übertragung auch weniger Energie als ihre Vorgänger.
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Welche M.2-Varianten gibt es?
Codierung
Jedes Produkt hat seine eigene Codierung, die teils verwirrend sein kann. Nehmen wir die Samsung SSD 950 Pro als Beispiel: Die genaue Codierung von Anschluss und Karte lautet hier M.2 2280 PCIe 3.0 x4 NVMe SSD. Was nach Zahlen- und Buchstabensalat aussieht, enthält aber alle Informationen über die SSD wie die Breite, Länge, Anschlusstyp und Übertragungsprotokoll.
Von links nach rechts: mSATA SSD, A&E Key WiFI Card, B&M Key M.2 SATA SSD, M Key M.2 PCIe SSD
Fangen wir bei der Bauform an. Hier gibt es verschiedene Ausführungen, wobei die Breite des Anschlusses 12, 16, 22 oder 30 Millimeter betragen kann. Die Länge des Moduls kann ebenfalls variieren, aktuell üblich sind 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 und 110 Millimeter. Was erstmal verwirrend klingt ist gar nicht so schwer zu merken: Breite und Länge der Karte sind in der Codierung bereits enthalten. Die 2280 gibt in unserem Beispiel die genaue Bauform an, denn die ersten beiden Zahlen stehen für die Breite des Moduls – hier also 22 Millimeter – und die dritte und vierte Zahl geben die Länge an, in diesem Fall 80 Millimeter. Die meisten aktuell erhältlichen SSDs nutzen diese Bauform, manche Ausnahmen sind aber auch nur 60 Millimeter lang.
Wenn Ihr einen Desktop PC nutzt, könnt Ihr einfach auf dem Mainboard nachsehen, welche Größen euer Board unterstützt. Der Abstandshalter zur Fixierung der SSD ist in der Regel nur geschraubt und kann auf dem Board versetzt werden. Alternativ lohnt ein Blick ins Handbuch oder auf die Hersteller-Webseite.
Auf neueren Mainboards sind die unterschiedlichen Längen der M.2 SSDs direkt ersichtlich. 22mm Breite sind Standard, 80mm Länge hingegen gängig. Das wird auch im Namen ersichtlich (M.2 2280).
Bei Notebooks ist es nicht immer angegeben, daher schaut hier am besten direkt ins Handbuch oder fragt beim Hersteller nach. Im Zweifel könnt ihr die Länge und Breite aber sogar ausmessen.
Bei der Bauform ist es noch egal, ob es nun eine PCI Express, oder SATA SSD ist, da beide Ausführungen die gleichen Standards nutzen. Nur der Key ist ein Anderer – dazu später mehr.
Der zweite Teil der Codierung gibt den Elektrischen Anschluss der Karte an, also ob PCI Express oder SATA. In unserem Beispiel also PCIe 3.0 x4. Das Bedeutet, dass PCI Express in Version 3.0 genutzt wird. Außerdem nutzt die Karte 4 PCI Express Lanes und kann damit theoretisch bis zu 32GBit/s übertragen. Bei PCI Express 2.0 Karten sind es noch maximal 10GB/s. Wollt ihr die komplette Leistung der SSD ausschöpfen, solltet ihr darauf achten, dass euer Mainboard PCI Express 3.0 mit 4 Lanes unterstützt.
Der letzte Teil gibt das Übertragungsprotokoll an. Üblich ist hier bislang AHCI, seit kurzem wird aber auch NVMe verwendet. An sich ist dieser Hinweis nur für Nutzer von Windows 7 wichtig, denn Windows 7 unterstützt NVMe noch nicht nativ. Ihr braucht also einen entsprechenden Treiber.
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Keys
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- M Key PCI Express SSD
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- B&M Key SATA SSD
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- A&E Key WiFi Modul
Je nach M.2 Port werden einer oder zwei so genannte Keys unterstützt. Derzeit gibt es Karten mit M, B oder B&M Key. Der B Key unterstützt maximal PCIe x2 – also 2 PCI Express Lanes – während der M Key PCIe x4 unterstützt. Karten mit B & M Key unterstützen ebenfalls nur PCIe x2. Für SSDs ist daher der M Key gebräuchlich, wobei einige M.2 SATA Modelle auch auf den B&M Key setzen. Der B Key kann vielseitig eingesetzt werden für z.B. USB Adapterkarten und SATA-SSDs, während der M Key primär bei PCI Express SSDs zum Einsatz kommt. Meistens wird bei SSDs allerdings nicht der Key angegeben, sondern die Anbindung z.B. mit PCI Express 3.0 x4. Da nur der M Key PCI Express x4 unterstützt, muss die Karte in diesem Fall einen M Key haben. Karten mit B&M Key passen in beide Ports und arbeiten generell mit PCI Express x2. Manche Hersteller geben sogar direkt auf dem Slot den verwendeten Key an.
WiFi-Karte mit E Key Slot (unten), M.2 NVMe SSD mit M Key Slot (oben)
Auch gibt es noch A, E und A&E Keys, die primär für WLAN, Mobilfunk und Bluetooth-Steckkarten genutzt werden. Schwierig ist hier die Unterscheidung zwischen E Key und B Key, da in beiden Fällen der Trennsteg auf der linken Seite sitzt und sich die Anschlüsse sich nur in der Anzahl der Pins vor dem Trennsteg unterscheiden. Der B Key ist allerdings mittlerweile eher selten in Verwendung. Meistens nutzen die Hersteller eine Kombination aus A oder E Key Slots für Erweiterungskarten und einem M Key Slot für SSDs.
Links/Oben: B Key Slot, Rechts: M Key Slot
Was leider etwas ungünstig gelöst ist: Karten mit A&E Key passen zwar in jeden Slot mit A oder E Key, funktionieren allerdings nicht in Jedem. Hier solltet ihr euch daher am besten direkt an den Hersteller wenden, um zu erfahren, welche Karten kompatibel sind.
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Wie viel schneller sind sie wirklich?
Die Frage beantwortet sich am besten mit entsprechenden Benchmarks, gemessen in einem Acer Predator 17 G9. Im Vergleich 4 SSDs, davon eine SATA-SSD (Crucial MX200) , eine M.2 SATA-SSD (Toshiba G6), eine M.2 PCIe 2.0 x4 SSD mit AHCI Protokoll (Kingston HyperX Predator) und eine M.2 PCIe 3.0 x4 SSD mit NVMe Protokoll (Samsung 950 Pro). Die Unterschiede sprechen für sich:
Gegenüber der SATA-SSDs hat die Samsung 950 Pro die Übertragungsraten lesend verfünffacht, gegenüber der Kingston PCI Express AHCI SSD sogar noch verdoppelt. Auch schreibend zeigt sich ein deutlicher Unterschied.
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Nachrüsten in Systemen ohne M.2 Slot
Wer noch ein älteres System ohne M.2 Slot nutzt, kann zumindest bei Desktop-PCs dennoch eine PCI Express SSD nutzen. Hierfür gibt es spezielle Adapterkarten, wie sie z.B. Kingston direkt im Bundle mit der HyperX Predator Serie anbietet. Euer Mainboard muss allerdings das Booten von PCIe explizit unterstützen – ebenso das Booten von einem NVMe Medium, sofern ihr eine solche SSD einbauen wollt.
Ob euer Board dies unterstützt erfahrt ihr auf der Supportseite zu eurem Mainboard. Einige Intel Z97 Mainboards unterstützen den PCIe Boot bereits, neuere X99 und Z170 Boards unterstützen es so gut wie immer und moderne Boards aus Intels x4xx Serie oder AMDs x3xx und x4xx Serien unterstützen diese Option eigentlich immer.
In Notebooks sollte besser ein M.2 Slot vorhanden sein, da es keine sinnvollen Nachrüstmöglichkeiten gibt
Ist beides nicht möglich funktioniert die SSD zwar, allerdings kann das System nicht davon gestartet werden. Wer die Beschleunigung primär für sehr anspruchsvolle Software und große Datenmengen nutzen will, kann aber dennoch von der hohen Geschwindigkeit profitieren.
In Notebooks ist das Nachrüsten leider nicht möglich. Zwar gibt es Adapterkarten von SATA auf M.2, wirklich einen Geschwindigkeitsvorteil bringt das Vorgehen jedoch nicht.
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Fazit
In Kürze zusammengefasst lässt sich festhalten: Wenn Ihr eine M.2 SSD nachrüsten wollt, achtet darauf, dass Ihr einen M.2 Slot mit M Key in eurem Notebook oder PC findet. Hier passen sowohl M.2 SATA, als auch M.2 PCI Express SSDs problemlos. Bei besonders schnellen SSDs wie der Samsung SSD 950 PRO oder Kingstons HyperX Predator solltet ihr sicherstellen, dass euer M.2 Slot auch PCI Express in Version 3.0 mit 4 Lanes unterstützt, um die volle Performance der SSD abrufen zu können.
