Conoscere i fattori di forma delle unità SSD: Una guida completa

Quando si sceglie un unità allo stato solido (SSD)Oltre al marchio e alle prestazioni, c'è un concetto fondamentale da comprendere: Fattore di forma. Il fattore di forma si riferisce essenzialmente alle dimensioni fisiche e al metodo di connessione dell'unità SSD, definito da uno standard. Lo standard specifica tre cose fondamentali: le dimensioni fisiche esatte dell'unità SSD, il tipo di interfaccia utilizzata e la posizione di tale interfaccia sull'unità.

Che cos'è il fattore di forma?

Per fattore di forma si intendono le specifiche fisiche e di connessione dell'unità SSD. Questa specifica è fondamentale perché i diversi dispositivi informatici, come i computer portatili, i desktop o i server, hanno uno spazio interno e un'interfaccia di supporto diversi. Scegliere un'unità SSD con il fattore di forma sbagliato potrebbe significare che non si adatta fisicamente al dispositivo o che, anche se si adatta, non funziona correttamente o non funziona affatto. Pertanto, la comprensione del fattore di forma è essenziale per garantire che l'unità SSD sia realmente compatibile con il dispositivo e funzioni correttamente.

Perché è necessario capire il fattore di forma

Ora che sapete che il fattore di forma delle unità SSD si riferisce alle dimensioni fisiche e allo standard di connessione, perché agli utenti normali dovrebbe interessare? Il motivo è semplice: la scelta del giusto fattore di forma determina direttamente la possibilità di inserire l'unità SSD nel dispositivo, di farla funzionare correttamente e di ottenere le prestazioni attese.

Infine, la comprensione del fattore di forma è particolarmente importante quando si aggiorna o si sostituisce un'unità in un dispositivo esistente. Prima di valutare le marche o i prezzi per l'aggiornamento di un laptop, un desktop o una console per videogiochi di vecchia generazione, il primo passo da compiere è quello di verificare quali sono le dimensioni e l'interfaccia delle unità SSD effettivamente supportate dal dispositivo. Solo dopo aver conosciuto la gamma di fattori di forma compatibili è possibile procedere efficacemente alla scelta dell'unità, evitando di sprecare energie.

Per questo motivo, prima di scegliere un'unità SSD, è necessario comprendere le limitazioni del fattore di forma del dispositivo e garantire che l'investimento sia proficuo, che l'installazione avvenga senza problemi e che le prestazioni siano all'altezza delle aspettative. Questo passo può sembrare secondario, ma è indispensabile.

Principali categorie di fattori di forma delle unità SSD

I diversi dispositivi hanno esigenze diverse in termini di spazio e prestazioni, il che porta alla coesistenza di più fattori di forma delle unità SSD. I computer portatili privilegiano la compattezza e utilizzano di solito il sottile fattore di forma M.2. I desktop o i data center si concentrano sull'utilizzo dello spazio e sulla grande capacità, rendendoli adatti alle unità da 2,5 pollici o a standard più recenti come U.2/U.3 e EDSFF. In seguito, esamineremo i tipi più comuni: 2,5 pollici, M.2, U.2, U.3, e EDSFF.

SSD da 2,5 pollici

Stato attuale e utilizzo

L'unità SSD da 2,5 pollici è uno dei fattori di forma più ampiamente compatibili, con un aspetto simile a quello dei laptop tradizionali. unità disco rigido (HDD). È molto comune per aggiornare i computer portatili più vecchi sostituendo le loro unità disco. È anche ampiamente utilizzato per espandere lo spazio di memorizzazione all'interno dei computer desktop o come componente principale delle unità portatili esterne. Per gli utenti che danno priorità alle grandi capacità con un budget limitato o che hanno bisogno di migrare i dati tra vari dispositivi vecchi, l'unità SSD da 2,5 pollici rimane una scelta pratica ed economica.

Caratteristiche principali

Queste unità SSD hanno dimensioni fisiche standard di circa 100 mm di lunghezza e 70 mm di larghezza. Gli spessori sono comunemente 7 mm, 9,5 mm, o 15 mm. Utilizzano universalmente un Interfaccia SATA per il trasferimento dei dati e dell'alimentazione, collegandosi tramite cavi dati SATA e cavi di alimentazione dall'alimentatore del computer. La velocità è limitata dal SATA III con velocità massime di lettura/scrittura sequenziale che in genere non superano i 560MB/s e spesso si aggirano intorno ai 500MB/s nell'uso reale. La capacità varia ampiamente dai modelli economici da 256 GB fino a quelli da 8 TB per esigenze di archiviazione elevate.

Tendenze future

Nei nuovi dispositivi, l'unità SSD da 2,5 pollici viene gradualmente sostituita come scelta mainstream dalle unità SSD M.2 NVMe, più veloci e senza cavi. Tuttavia, grazie alla produzione matura, all'eccellente compatibilità dei dispositivi e al costo inferiore per le grandi capacità, questa unità rimarrà rilevante per anni in scenari come l'aggiornamento di vecchi dispositivi, le soluzioni di unità portatili esterne e l'archiviazione a freddo nei data center. Il futuro si concentra principalmente sull'ulteriore riduzione dei costi e sul superamento dei limiti di capacità di una singola unità, utilizzando potenzialmente QLC o PLC per raggiungere 16 TB o più. Non c'è spazio per miglioramenti significativi della velocità attraverso l'interfaccia SATA.

SSD M.2

Stato attuale e utilizzo

Il SSD M.2 è diventato il mainstream assoluto dell'elettronica di consumo moderna. Le sue dimensioni compatte e le sue elevate prestazioni ne hanno assicurato il posto come unità principale nei computer portatili, nelle console di gioco e nei desktop. Sia nei portatili ultrasottili, che nei notebook da gioco ad alte prestazioni o nelle schede madri mainstream, gli slot M.2 integrati sono uno standard, utilizzati principalmente per l'unità del sistema operativo o per lo storage di applicazioni ad alte prestazioni.

Caratteristiche principali

Il vantaggio principale dell'unità SSD M.2 è l'inserimento diretto in uno slot dedicato sulla scheda madre, eliminando la necessità di cavi dati e di alimentazione SATA tradizionali. Le dimensioni fisiche sono indicate da un sistema di numerazione: ad esempio, 2280 significa 22 mm di larghezza e 80 mm di lunghezza, il formato più comune; 2230 (lunghezza 30 mm) e 2242 (42 mm di lunghezza) sono utilizzati in dispositivi critici per lo spazio come Microsoft Surface o Steam Deck. Una differenza fondamentale sta nel protocollo di interfaccia: Alcune unità SSD M.2 supportano soltanto il protocollo SATA III protocollo, con un limite massimo di circa 550MB/s. I modelli tradizionali utilizzano il protocollo NVMe sulle corsie PCIe, consentendo notevoli incrementi di velocità; PCIe 3.0 offre fino a ~3500MB/s, PCIe 4.0 fino a ~7000MB/s, e PCIe 5.0 fino a 14000MB/s. Le capacità vanno dal livello base di 256 GB a quello superiore di 4 TB.

Tendenze future

PCIe 5.0 diventeranno gradualmente più comuni, superando la barriera dei 10.000 MB/s. Il formato 2230 è in rapida crescita grazie alla popolarità dei palmari e dei dispositivi ultraportatili. QLC ed emergenti PLC La tecnologia di raffreddamento a grafite spingerà le capacità di una singola unità oltre gli 8 TB. Le soluzioni di raffreddamento, come i pad in grafene o i diffusori di calore in metallo, diventeranno standard sui modelli di fascia alta. A lungo termine, M.2 NVMe continuerà a sostituire le unità da 2,5 pollici nel mercato consumer.

U.2 SSD

Stato attuale e utilizzo

Le unità SSD U.2 (originariamente chiamate SFF-8639) sono progettati specificamente per lo storage aziendale ad alte prestazioni. Vengono utilizzati principalmente nei server dei data center, nelle workstation e, occasionalmente, nelle piattaforme desktop di fascia alta. L'aspetto è simile a quello di un'unità da 2,5 pollici, ma le prestazioni sono paragonabili a quelle di M.2 NVMe. Sono adatte a scenari professionali che richiedono capacità multi-terabyte per singola unità abbinate a velocità di lettura/scrittura elevate.

Caratteristiche principali

Le dimensioni fisiche sono di circa 70 mm x 100 mm x 15 mm, leggermente più spesse di un'unità da 2,5 pollici. La differenza principale è l'uso delle corsie PCIe per il trasferimento dei dati, che supportano i protocolli Gen3/4/5, tramite un'unità specializzata. SFF-8643 o SFF-8613 connettore. Le capacità delle singole unità raggiungono facilmente gli 8 TB e oltre, con modelli da 30,72 TB che stanno diventando uno standard nello spazio aziendale. La velocità è pari a quella delle unità M.2 NVMe contemporanee. Supportano la sostituzione a caldo, consentendo la sostituzione mentre il server è in funzione.

Tendenze future

L'U.2 continuerà a svolgere un ruolo importante nel settore aziendale, in particolare nei nodi di archiviazione che richiedono un'enorme capacità di un'unica unità. Nel mercato consumer, rimane limitato a pochi appassionati che utilizzano adattatori. L'interfaccia sta gradualmente passando allo standard U.3, più versatile.

U.3 SSD

Stato attuale e utilizzo

U.3 (SFF-TA-1001) è uno standard di interfaccia unificato progettato per i data center di nuova generazione, con l'obiettivo di sostituire l'uso misto di unità U.2, SAS e SATA negli ambienti aziendali. È presente esclusivamente nei server e nelle apparecchiature di archiviazione professionali ed è del tutto irrilevante per i normali consumatori.

Caratteristiche principali

Le dimensioni fisiche sono pienamente compatibili con U.2, ma l'interfaccia è stata aggiornata con il connettore SFF-TA-1001 che supporta più protocolli. La novità principale è che un singolo connettore supporta i protocolli NVMe, SATA e SAS. L'unità e l'host negoziano automaticamente il protocollo di comunicazione. Velocità e capacità dipendono dal protocollo scelto. Le prestazioni corrispondono a quelle di U.2 quando si utilizza NVMe.

Tendenze future

In quanto soluzione unificata per le interfacce di archiviazione aziendali, U.3 sarà rapidamente adottato dai fornitori di cloud e dai grandi data center. Insieme all'EDSFF, guiderà l'evoluzione dei fattori di forma delle unità per data center, ma non entrerà nel mercato consumer.

EDSFF SSD

Stato attuale e utilizzo

L'EDSFF è stato progettato specificamente per ottimizzare la densità dell'hardware nei data center e comprende sottoformati quali E1.S e E3.L. Rappresenta una riprogettazione completa del fattore di forma dell'unità e viene utilizzato nei centri di cloud computing hyperscale. Gli utenti abituali devono solo essere consapevoli della sua esistenza.

Caratteristiche principali

Presenta una nuova struttura fisica: Ad esempio, il fattore di forma E1.S (76 mm di larghezza x 112 mm di lunghezza) incorpora alette di raffreddamento integrate. E3.S (76 mm x 142 mm) si concentra sull'espansione della capacità. Le principali ottimizzazioni comprendono l'aumento significativo della densità delle unità nei rack server 1U/2U, il miglioramento dell'efficienza di raffreddamento grazie all'allineamento con il flusso d'aria del server e la semplificazione della manutenzione a caldo grazie all'inserimento/rimozione senza attrezzi. L'interfaccia è basata sui protocolli PCIe.

Tendenze future

L'EDSFF diventerà il fattore di forma di storage mainstream nei data center hyperscale, con capacità che continueranno a battere i record. Il fattore di forma E3.S potrebbe superare i 60 TB per unità. Non sarà adottato nello spazio consumer, ma le tecnologie correlate, come i progetti di raffreddamento ottimizzati, potrebbero influenzare indirettamente l'evoluzione dell'M.2.

Confronto tra i principali fattori di forma delle unità SSD

Guida pratica all'acquisto di SSD

Passo 1: confermare la compatibilità del dispositivo

Controllare il manuale del dispositivo o la pagina delle specifiche ufficiali. Concentratevi sulle dimensioni fisiche e sui tipi di interfaccia supportati per le unità di archiviazione. Gli utenti di computer portatili devono determinare le dimensioni degli slot M.2 supportati e i protocolli accettati. Gli utenti di computer desktop devono verificare il numero di slot M.2 disponibili, la generazione PCIe supportata e lo spazio disponibile per le unità da 2,5 pollici. Si evita di acquistare un'unità per poi scoprire che non è fisicamente adatta o che non viene riconosciuta a causa di una mancata corrispondenza del protocollo.

Fase 2: Definizione delle esigenze e del budget

• Perseguire la massima velocità: Scegliete un'unità SSD M.2 che supporti il protocollo NVMe (PCIe 4.0 offre attualmente il miglior valore; PCIe 5.0 è per gli appassionati). La capacità di 1 TB è un buon punto di partenza.
• Grande capacità, stoccaggio a basso costo: Le unità SSD SATA da 2,5 pollici rimangono la scelta più conveniente, soprattutto per le capacità superiori a 4 TB.
• Espansione dei dispositivi ultraportatili: Cercate specificamente i formati 2230 o 2242, accettando che la scelta della capacità massima sarà più limitata.

Fase 3: evitare le insidie più comuni

• Protocollo: Verificare che lo slot M.2 supporti effettivamente le unità NVMe (gli slot più vecchi potrebbero essere solo SATA).
• Calore: Le unità SSD PCIe 4.0/5.0 M.2 di fascia alta devono essere adeguatamente raffreddate dal dissipatore della scheda madre o da un dissipatore separato ("heatsink").
• Dimensioni: Per i mini PC o i palmari, misurare attentamente lo spazio dell'alloggiamento dell'unità. Dimensioni come 2230 e 2280 non sono intercambiabili.