Slot M.2

Konektor M.2 (zvaný původně NGFF) může mít mechanické klíče na asi 10 různých pozicích (teoreticky). Podrobnosti ohledně klíčů viz heslo na wikipedii, podrobný pinout je k dispozici jinde. Prakticky se vyskytují asi hlavně klíče M, B, E a případně A.

Nejčastěji lze čekat tyto kombinace (klíč vs. funkce):

M = NVMe (PCI-e) SSD
B = SATA SSD (nebo taky "GSM" modemy? podpora SIM rozhraní)
E = WiFi (PCI-e) nebo snad i "GSM" (USB)

Reálně možných je ale zřejmě víc kombinací, protože u různých "klíčů" je zapojených víc rozhraní:

M: PCI-e x4, SATA
B: PCI-e x2, SATA, USB
E: PCI-e x2, USB (nejlíp odpovídá MiniPCI-e)
A: PCI-e x2, USB, DisplayPort

Slot může mít patrně pouze jeden klíč.
Protože ale pinouty různých variant slotu se částečně shodují, může konkrétní zásuvná karta pasovat do více druhů slotů, a proto může mít více než jeden klíčový zářez. Třeba M+B nebo E+A.

Zastavme se podrobněji u klíčů M a B, které se vyskytují na flash SSD pamětech.

(Zdroj: Wikipedia)

Konkrétně se zdá, že v případě slotů M a B jsou klíčové dva signálové páry, které odpovídají primárnímu lane PCI-e (jedinému v případě x1). Alternativní funkcí těchto dvou párů je SATA. V následujícím obrázku jsou dotyčné dva páry zvýrazněny žlutě.

Tyto dvě varianty funkce (SATA/PCI-e) jsou na tomto "signálovém kanálu" definovány jak pro klíč M tak pro klíč B, není zde zásadní rozdíl.

Páry v obrázku zvýrazněné růžově mohou sloužit jako přídavné lanes PCI-e. Slot s klíčem M jich má víc (M=x4, B=x2), proto je vhodný pro SSD s rozhraním NVM-e, které je běžně implementováno na šířce PCI-e x4. Funguje to ale automaticky i na užších šířkách, a to díky přirozené vlastnosti PCI-e, že se umí dohodnout na "společném jmenovateli" = nejširší variantě podporované hostitelem i periferií. Tzn. funguje libovolná kombinace klíče ve slotu, šírky fakticky podporované motherboardem, a zasunuté karty - pokud pasuje fyzický klíč = zářez proti palci.

Zda se v dané kombinaci motherboard + karta použije SATA nebo PCI-e, to záleží na souhře několika okolností:

• Motherboard může podporovat v daném slotu buď pouze PCI-e, nebo pouze SATA, nebo obě varianty.
• Karta zřejmě může podporovat pouze jednu či druhou variantu - protože se ke konkrétní variantě musí po přivedení napájení "přihlásit" na čtyřech konfiguračních pinech (v obrázku zvýrazněny modře).
  
  (ta tabulka je ve skutečnosti delší, protože pokrývá i klíče E, A atd.)
  Tzn. karta si o konkrétní variantu řekne stručně a jednoznačně, není tam prostor pro nějaké dohadování o preferencích, výběr z více možností.
• Pokud motherboard umí variantu, o kterou si karta řekla, proběhne následně link training a "enumerace" resp. "inquiry" příslušným protokolem.
• Daným protokolem proběhne dohoda na rychlosti (PCI-e i SATA umí běžet několika rychlostmi), v případě PCI-e také proběhne dohoda na šířce podporované oběma konci spojení.
• Pokud karta žádá variantu rozhraní, kterou motherboard neumí, zázrak zrození se pochopitelně nedostaví.
• Opakování je matka moudrosti: výše uvedené probíhá nezávisle/kolmo na variantu klíče M nebo B.

Podpora SATA nebo PCI-e ze strany motherboardu na tomtéž signálovém kanálu (dvou párech) je zřejmě běžně k dispozici v PC čipsetech, na jednom či dvou kanálech "flexible IO". Dalšími klíčovými slovy namátkou v datasheetu Elkhart Lake jsou HSIO nebo ModPHY Lanes. A kromě SATA nebo PCI-e jsou zde ve hře také varianty USB 3.x a SGMII (=Ethernet) Ne všechny lanes umí všechno, ale zřejmě jsou podporovány kombinace, které korespondují mj. s variantami zapojení M.2 slotů - viz. druhý kanál pro klíč B, který může nabídnout buď přídavný lane PCI-e nebo samostatný port SuperSpeed USB 3.x.
A samozřejmě může být slot M.2 na motherboardu nadrátován na jednoúčelový hostitelský port - toto je přirozená základní varianta.

Co z toho zhruba plyne - myslím klíče B a M:

• Pokud to mechanicky pasuje dohromady (karta do slotu), tak to znamená, že to mechanicky pasuje dohromady :-)
• Pokud má karta NVMe PCI-e x4, nutně bude mít výřez pouze M-key (protože B-key překáží třetímu a čtvrtému lane). Opačným směrem implikace technicky nutně platit nemusí, ale nějakou korelaci lze očekávat. Tzn výřez pouze M-key může znamenat NVM-e/PCI-e x4.
• Pokud má karta výřez pouze B, technicky to neznamená, že je druhu SATA. Prakticky to ale nejspíš bude do jisté míry korelovat.
• Pokud má karta oba výřezy, tzn B+M, tak je bez další dokumentace či testu těžko usuzovat, co má za elektrické rozhraní. Jedno je jisté: nebude to PCI-e x4. Může to být SATA nebo PCI-e x1 nebo PCI-e x2.

Zajímavé produkty ve formátu M.2

Zajímavé redukce pro M.2 má DeLock, pár periferií má opět DeLock a také Innodisk. Převážně s klíčem M.