M.2 (NGFF)

Jens64 · ‎22.07.2022

M.2 (NGFF)

Definitie

M.2, voorheen bekend als de Next Generation Form Factor (NGFF), is een specificatie uit 2013 voor intern gemonteerde computeruitbreidingskaarten en bijbehorende connectoren.
De flexibelere fysieke specificatie van M.2 maakt verschillende modulebreedtes en -lengtes mogelijk en maakt, in combinatie met de beschikbaarheid van meer geavanceerde interfacefuncties, de M.2 meer geschikt dan mSATA voor solid-state opslagtoepassingen in het algemeen en in het bijzonder voor het gebruik in kleine apparaten zoals ultrabooks of tablets.

Vormfactoren
De M.2-standaard is ontworpen als een herziening en verbetering van de mSATA-standaard, met de mogelijkheid van grotere printplaten (PCB's) als een van de belangrijkste stimulansen. Terwijl de mSATA gebruik maakte van de bestaande PCI Express Mini Card (Mini PCIe) vormfactor en connector, is M.2 ontworpen vanaf de grond om het gebruik van de printplaatruimte te maximaliseren en tegelijkertijd het oppervlak van de module te minimaliseren. Als gevolg van de M.2-standaard die langere modules en een dubbelzijdige componentenpopulatie mogelijk maakt, kunnen M.2 SSD-apparaten een grotere opslagcapaciteit bieden en kan de opslagcapaciteit binnen de footprints van mSATA-apparaten worden verdubbeld.

Toetsing
M.2 modules zijn rechthoekig, met aan één zijde een randconnector (75 posities met maximaal 67 pinnen, 0,5 mm pitch, pinnen overlappen elkaar aan verschillende zijden van de printplaat), en een halfrond montagegat in het midden van de tegenoverliggende rand. Elke pin op de connector heeft een nominale waarde van maximaal 50 V en 0,5 A, terwijl de connector zelf gespecificeerd is om tot 60 paringscycli te doorstaan. De M.2-standaard laat modulebreedtes van 12, 16, 22 en 30 mm toe, en lengtes van 16, 26, 30, 38, 42, 60, 80 en 110 mm. Het eerste assortiment van de in de handel verkrijgbare M.2 uitbreidingskaarten is 22 mm breed, met verschillende lengtes van 30, 42, 60, 80 en 110 mm. M.2-modulecodes bevatten zowel de breedte als de lengte van een bepaalde module; bijvoorbeeld 2242 als modulecode betekent dat de module 22 mm breed en 42 mm lang is, terwijl 2280 een module 22 mm breed en 80 mm lang aangeeft.
Een M.2-module wordt in een contrastekker van de printplaat van de host geïnstalleerd en met een enkele montageschroef wordt de module op zijn plaats gehouden. Componenten kunnen aan beide zijden van de module worden gemonteerd, waarbij het eigenlijke moduultype de dikte van de componenten beperkt; de maximaal toegestane dikte van de componenten is 1,5 mm per zijde. Voor enkel- en dubbelzijdige M.2-modules worden verschillende host-side connectoren gebruikt, die verschillende hoeveelheden ruimte bieden tussen de M.2-uitbreidingskaart en de printplaat van de host. De printplaten op de hosts zijn meestal ontworpen om meerdere lengtes M.2 modules te accepteren, wat betekent dat de sockets die in staat zijn om langere M.2 modules te accepteren meestal ook kortere modules accepteren door verschillende posities voor de montageschroef te voorzien.

Key ID	Notched pins	Provided interfaces
A	8–15	2* PCIe ×1, USB 2.0, I²C, DP ×4
B	12–19	PCIe ×2, SATA, USB 2.0 and 3.0, audio, UIM, HSIC, SSIC, I²C, SMBus
C	16–23	Reserved for future use
D	20–27	Reserved for future use
E	24–31	PCIe ×2, USB 2.0, I²C, SDIO, UART, PCM
F	28–35	Future Memory Interface (FMI)
G	39–46	Reserved for custom use (unused in the M.2 specification)
H	43–50	Reserved for future use
J	47–54	Reserved for future use
K	51–58	Reserved for future use
L	55–62	Reserved for future use
M	59–66	PCIe ×4, SATA, SMBus

Maximale componentdikte op M.2 modules

Type ID	Top side	Bottom side
S1	1.20 mm	N/A
S2	1.35 mm	N/A
S3	1.50 mm	N/A
D1	1.20 mm	1.35 mm
D2	1.35 mm	1.35 mm
D3	1.50 mm	1.35 mm
D4	1.50 mm	0.70 mm
D5	1.50 mm	1.50 mm