mini-PCIe vs. mini-PCIe vs. M.2?

[mittelhessen]

Die Entwicklung von Schnittstellen macht ja auch bei Notebooks nicht halt. Wenn man UltraBay mal aussen vor lässt, so bieten die meisten Thinkpads (genau wie alle anderen Notebooks) ja nur Platz für eine einzige "richtige" 2,5"-SATA-Festplatte. Eine wirtschaftlich gute Lösung finde ich deshalb, den normalen Schacht weiterhin für eine hochkapazitive HDD zu verwenden und das Notebook um eine kleine SSD fürs Betriebssystem+Programme über einen Erweiterungsslot zu ergänzen.

Nun gibt es da ja die unterschiedlichsten Schnittstellen, die ich im Thread-Titel bereits genannt habe. Diese führen bei mir zur Verwirrung, weil sie teilweise wohl mechanisch aber nicht elektrisch kompatiblel zueinander sind, teilweise aber doch auch elektrisch, aber nicht mechanisch, weshalb es wiederum Adapter gibt usw.. Ich denke M.2 kann man für ThinkPads aktuell noch aussen vor lassen, da scheinbar noch kein aktuelles ThinkPad über eine M.2-Schnittstelle verfügt. Ist das korrekt?

Des Weiteren spricht man bei ThinkPads ja von Rapid-Drive. Im verlinkten Wiki-Artikel wird davon gesprochen, dass es sich dabei um einen mini-PCIe-Anschluss handelt. Gleichzeitig wird hier allerdings auch geschrieben, dass miniPCIe und mSATA nicht das Selbe wären und deshalb z. B. im R500 (mit miniPCIe-Slot???) keine mSATA einsetzbar wäre. Dass der R500 ggf. keinen miniPCIe-Slot hat, würde erklären, dass er keine mSATA-SSDs aufnehmen kann, aber die Erklärung in dem verlinkten Thread wäre demnach falsch. Weiterhin steht ja im Rapid-Drive-Artikel, dass Intel die Technologie SATA-Signale über miniPCIe zu übertragen mSATA nennt. mSATA-SSDs gibts inzwischen aber auch von anderen Herstellern (z. B. ADATA). Bedeudet das dann, dass diese ebenfalls einsetzbar wären, wenn das Notebook einen (freien) miniPCIe-Anschluss hätte?

Das von mir Geschriebene zeigt meine Verwirrung, aber vielleicht schaffts ja jemand etwas Licht ins Dunkel der drei genannten Standards zu bringen. Würde mich freuen!

 

[-=SeB=-]

Der mPCIe Slot ist seit dem T60er Reihe in IBM/Lenovo Rechnern verbaut. In diesem Slot liegt der PCI-Bus sowie USB an, um entsprechende Geräte nutzen zu können. Dazu zählen Wlan, UMTS, Wireless-USB, TurboMemory usw.

Besonderheit bei IBM/Lenovo, die Slots sind nicht immer voll angeschlossen, d.h. manchmal fehlt USB/PCI. Somit laufen nicht alle Karten in allen Slots.

M2 ist der Nachfolger von mPCIe, PCIe mPCI der Vorgänger. Diese sollten elektrisch kompatibel sein, damit sind Adapterlösungen möglich.

mSata nutzt den mechanisch gleichen Steckplatz wie mPCIe, dort liegen aber andere Signale (Strom + Sata) an, ist damit elektrisch nicht kompatibel mit mPCIe.
D.h. mSata funktioniert nicht im R500 bzw. dessen mPCIe-slots

mSata in Thinkpads gibts afaik erst ab der T/Xx20er Reihe, gibts wohl erst seit der 2. iCore Generation.

Kurz: mSata ist nicht mPCIe, auch wenn der Steckplatz gleich ist.

MfG, Sebastian

 

[mittelhessen]

Vielen Dank für die super schnelle und kompetente Antwort. Das bringt schon mal ein wenig Licht ins Dunkel. Ein paar weitere Fragen hätte ich dennoch.

M2 ist der Nachfolger von mPCIe, PCIe der Vorgänger.

Ist es tatsächlich so? Lt. Wikipedia würde ich sagen, dass M.2 der Nachfolger von mSATA ist und elektrisch zu diesem kompatibel ist. Und PCIe ist doch lediglich die "erwachsene" Bauform zu mPCIe?!

mSata nutzt den mechanisch gleichen Steckplatz wie mPCIe, dort liegen aber andere Signale (Strom + Sata) an, ist damit elektrisch nicht kompatibel mit mPCIe.
D.h. mSata funktioniert nicht im R500 bzw. dessen mPCIe-slots

Wenn ich mal aus der Thinkwiki von Rapid-Drive zitieren darf:

Die Intel SSDs unterstützen SATA-Signale, die über den miniPCIe-Anschluss übertragen werden. Das nennt Intel dann mSATA.

Das heisst, dass mSATA-SSDs dann doch über miniPCIe funktionieren können?

 

[diablo666]

Das heisst, dass mSATA-SSDs dann doch über miniPCIe funktionieren können?

mit miniPCIe ist in diesem Fall lediglich die Form des Steckplatzes gemeint, somit sind mSata SSD wie die Intel 310 mechanisch kompatibel zu den Steckplätzen im T60, funktionieren dort jedoch nicht, da der Anschluss nicht mit Sata beschaltet ist.

Und PCIe ist doch lediglich die "erwachsene" Bauform zu mPCIe?!

er meinte sicherlich mPCI als Vorgänger von miniPCIe (wie noch in den T4x zu finden ist)

Gruß, David

 

[-=SeB=-]

Hallo,

Rapid-Drive = (technisch) mSata - Lenovo hat da ein neues Wort erfunden.
Der Satz im wiki ist ungenau und das "Problem", das damals einfach mPCIe als Slot hergenommen wurde um dort von mPCIe abweichende signale draufzulegen.
Richtiger wäre das ganze von vorn herein mSata-Steckplatz zu nennen.

Das M2 sowohl PCIe als auch Sata beinhaltet, hatte ich nicht auf dem Schirm.
Ist somit die saubere weiterentwicklung des MischMaschs auf dem mPCIe Slot.

MfG, Sebastian

 

[hikaru]

Ist es tatsächlich so? Lt. Wikipedia würde ich sagen, dass M.2 der Nachfolger von mSATA ist und elektrisch zu diesem kompatibel ist.

Sowohl als auch. M.2 kann das SATA-Protokoll (weshalb es ein mSATA-Nachfolger ist) und es kann PCIe (weshalb es ein mPCIe-Nachfolger ist).
Den vorhergehenden mechanisch (aber nicht signaltechnisch) kompatiblen Schnittstellenversionen fehlt so ein gemeinsamer Sammelbegriff, was die Unterhaltung darüber etwas verkompliziert (s.u.).

Und PCIe ist doch lediglich die "erwachsene" Bauform zu mPCIe?!

Ja. Anderer Formfaktor, gleiche Signale.

Das heisst, dass mSATA-SSDs dann doch über miniPCIe funktionieren können?

Jain. mSATA funktioniert an einem reinen mPCIe-Port nicht mangels Signalkompatibilität. Andersrum funktioniert eine mPCIe-Karte nicht in einem reinen mSATA-Port.
Ein (mechanischer) mPCIe-Port könnte aber zusätzlich mSATA unterstützen bzw. ein (baugleicher mechanischer) mSATA-Port könnte auch mPCIe unterstützen, womit die Unterscheidung reine Wortklauberei wird.

 

[moronoxyd]

Der Satz im wiki ist ungenau und das "Problem", das damals einfach mPCIe als Slot hergenommen wurde um dort von mPCIe abweichende signale draufzulegen.
Richtiger wäre das ganze von vorn herein mSata-Steckplatz zu nennen.

Nein. Das Problem ist, daß der Steckplatz sowohl für miniPCIe-Geräte (WWAN) als auch für mSATA-Geräte (SSD) verwendet werden kann.
Der Slot ist also so angeschlossen, daß er beide Protokolle untersützt. (Bei miniPCIe aber eventuell nur USB-Geräte...)

 

[mittelhessen]

Oh jeh, ich sehe schon, dass meine Verwirrung nicht ganz unbegründet ist. Da ihr euch damit aber scheinbar ganz gut auskennt, habe ich jetzt erstmal Lesestoff den ich für mich sortieren muss. Ich danke euch erstmal an dieser Stelle und würde mich aber auch über eine weitergehende Diskussion freuen. Vielleicht klärt sich dann ja bei dem ein oder anderen ebenfalls noch ein bisschen was auf.

PS: Wenn M.2 up-to-date ist, gibt es dann aktuell schon ein ThinkPad-Modell (bzw. -Reihe) die bereits einen M.2-Slot hat oder ist erst in der kommenden Generation damit zu rechnen? Die Auswahl an M.2-SSDs übersteigt inzwischen offenbar langsam die der mSATA-SSDs.

 

[-=SeB=-]

Nein. Das Problem ist, daß der Steckplatz sowohl für miniPCIe-Geräte (WWAN) als auch für mSATA-Geräte (SSD) verwendet werden kann.
Der Slot ist also so angeschlossen, daß er beide Protokolle untersützt. (Bei miniPCIe aber eventuell nur USB-Geräte...)

Jetzt allgemein oder Lenovo-spezifisch?

Ich kenn das nur so:

- mPCIe = PCIexpress Bus und/oder USB (Daten sowie +5V)
- mSata = Sata sowie +3.3V

MfG, Sebastian

 

[ibmthink]

PS: Wenn M.2 up-to-date ist, gibt es dann aktuell schon ein ThinkPad-Modell (bzw. -Reihe) die bereits einen M.2-Slot hat oder ist erst in der kommenden Generation damit zu rechnen? Die Auswahl an M.2-SSDs übersteigt inzwischen offenbar langsam die der mSATA-SSDs.

Siehe Wiki. Alle aktuellen ThinkPads haben einen 2242 M.2 Anschluss. Das X1 Carbon 2014 hat einen 2280 M.2 Anschluss.

 

[mittelhessen]

Folgendes habe ich in der Wiki gefunden:

Lenovo ThinkPad Serien (ab 2008) Die "New Generation" Lenovo ThinkPads wurden im Herbst 2013 eingeführt. Diese Generation dieser erstmals wirklich komplett von IBM losgelösten ThinkPads, enthielt die neue Shark-Bay Plattform von Intel (intel Haswell). Mit dieser neuen Plattform gehen einige Neuerungen einher:

• ...
• Verbesserte WLAN/Bluetooth/WWAN-Chips, Wechsel vom mPCIe Standard zum M.2 Standard
• ...

Was aber genau heisst nun 2242 M.2- und 2280 M.2-Anschluss bzw. worin unterschieden die sich? Dazu finde ich in der Wiki (bisher) leider nichts.

EDIT: http://ssd.hardwareschotte.de:

Bei den M.2-SSDs gibt es zudem Zahlencodes als Kennzeichnung der Größe: 2242, 2260 und 2280. Hierbei steht die 22 am Anfang für die Breite und die Zahl dahinter für die Länge in Millimeter. Wird eine Länge von maximal 80 Millimetern vom Mainboard oder Notebook erlaubt, so sind auch die kleineren M.2-SSDs problemlos kompatibel.

 

[moronoxyd]

Jetzt allgemein oder Lenovo-spezifisch?

Ich kenn das nur so:

- mPCIe = PCIexpress Bus und/oder USB (Daten sowie +5V)
- mSata = Sata sowie +3.3V

Das widerspricht ja gerade nicht meiner Aussage

Der Slot, also das physische Bauteil, kennt keine Protokolle. Er kann physisch sowohl miniPCIe- als auch mSATA-Geräte aufnehmen.
Und der Slot ist so ans Mainboard angeschlossen, daß dieses sowohl miniPCIe- als auch MSATA-Geräte ansprechen kann.
Schau dir mal die Beschreibungen von diversen Thinkpads an (z.B. T430s). Da steht oft, daß im 2. Slot entweder ein UMTS-Gerät oder eine mSATA-SSD verbaut sind.

Mit Notebooks anderer Hersteller habe ich wenig Erfahrung, aber ich denke mal, daß die das genauso machen, solange sie nicht einen dedizierten mSATA/M.2-Port anbieten.

 

[cuco]

Folgende mechanische Steckplätze gibt es, links der älteste, rechts der neueste
mini-PCI (mPCI) -> mini-PCI-Express (mPCIe) -> M.2 (früher auch "Next Generation Form Factor [NGFF]" genannt)

Elektrisch werden darüber folgende Signale übertragen:
PCI, PCIe, USB, SATA

Und zwar mit folgender Zuordnung:
mPCI: PCI (mit kleineren Unterschieden zum "originalen" PCI im PC)
mPCIe: 1 Lane PCIe (meist PCIe 1.0/1.1/2.0), USB (USB2.0)
M.2: 4 Lanes PCIe (eigentlich PCIe 3.0, heute aber auch mit "nur" PCIe 2.0 im Umlauf), SATA3 & SATA-Express //EDIT: und USB3.0

Wie hier schon gesagt wurde, müssen nicht alle Ports alle Zuordnungen liefern. So findet man durchaus z.B. mPCIe-Ports, bei denen USB nicht angeschlossen ist. Ebenso bei M.2, da müssen nicht alle 4 Lanes vorhanden sein, können auch nur 2 oder nur 1 sein.

Und dann fehlt noch mSATA. mSATA ist so ein bisschen eine "Frickellösung" Mechanisch wird dabei ein mPCIe-Anschluss benutzt, elektrisch wird darüber aber SATA (meist SATA2) gesprochen. Dabei hat es eigentlich nichts mit mPCIe zu tun - genau genommen ist es also einfach nur ein SATA-Anschluss mit "falschem" (mPCIe-)Stecker. Da das ganze nie im mPCIe-Standard vorgesehen war, führt das zu weiterer "Vielfalt" um diesen Anschluss. So können die meisten mPCIe-Ports eben auch nur PCIe-Signale übertragen und meist eben noch USB, aber kein SATA, weil das ja eigentlich gar nicht kompatibel ist. Nur bei den Ports, wo dahinter noch eine Art Erkennung steckt, was man gerade angeschlossen hat (mPCIe oder mSATA), wird dann entsprechend umgeschaltet und der Port mit den normalen mPCIe-Signalen beschaltet oder eben mit den "falschen" SATA-Signalen, wenn eine mSATA-SSD eingesteckt wird.

Mit M.2 hat man das ganze nun endlich vernünftig standardisiert, was SATA über den Port angeht, da ist es nicht mehr diese Frickellösung mit den "falschen" elektrischen Signalen über den "falschen" Stecker.

Und wie hier schon gesagt wurde, M.2-Ports sind in der aktuellen Thinkpad-Generation bereits verbaut.

 

[moronoxyd]

Wobei die "Frickellösung" mSATA mehr Flexibilität bietet: Ohne daß im Notebook mehr Platz belegt wird, bietet es die Möglichkeit, wahlweise eine zweite miniPCIe-Kare zu verbauen oder eine mSATA-SSD.
Bei M.2 braucht man zwingend einen weiteren Slot, was in sehr kompakten Geräten immer schwieriger wird.

 

[ibmthink]

Stimmt so nicht, man kann auch bei den M.2 Ports andere Komponenten verbauen (im Fall der aktuellen ThinkPads eine SSD oder eine WWAN Card). Da ist M.2 genau so flexibel wie mPCIe.

 

[moronoxyd]

Ah, ok. Dann hat mit cucos Liste in die Irre geführt, weil dort für M.2 keine Unterstützung von USB aufgeführt ist.

//edit: Zur Sicherheit noch mal nachgelesen: Ja, M.2 bietet auch ein USB 3.0-Interface.
Also ist mein Einwand hinfällig.

 

[jal2]

Wollte noch ergaenzen, dass mPCIe neben PCIe (1 Lane) und USB 2.0 auch noch optional Pins fuer die SIM-Karte enthaelt, damit die WWAN-Karten dort funktionieren.
Wie cuco oben schon ausfuehrte, ist die mSATA-Kompatibilitaet eines mPCIe-Slots von zusaetzlicher Logik abhaengig, die die Signale umschaltet.
AFAIK hilft der Chipsatz dabei nicht, so dass man bei einem beliebigen Notebook mit Sandybridge nicht automatisch mSATA Support vorfindet.

 

[cuco]

Stimmt so nicht, man kann auch bei den M.2 Ports andere Komponenten verbauen (im Fall der aktuellen ThinkPads eine SSD oder eine WWAN Card). Da ist M.2 genau so flexibel wie mPCIe.

Danke für den Hinweis, das war mir vorher auch noch unbekannt Habs mal in meinem Beitrag oben ergänzt!

 

[mittelhessen]

Ich glaube, dass ich nach dein ganzen Beiträgen und weiteren Recherchen etwas mehr verstanden habe. Was ich nun ganz interessant finde: Auch ältere ThinkPads haben oft eine (oder mehrere?) mPCIe-Schnittstellen. Nun gibt es ja neuerdings M.2-SSDs, die sich wohl mechanisch/elektrisch auf mPCIe adaptieren lassen und als Protokoll nicht SATA, sondern PCIe verwenden. Das Problem wird da wahrscheinlich zum einen sein, dass ältere Notebooks für ihre mPCIe-Schnittstelle nur eine Lane unterstützen. Würde die Karte dann überhaupt funktionieren, wenn diese zwei oder vier Lanes unterstützt oder ginge es lediglich zu Lasten der Performance. Desweiteren würde ich mich fragen, ob eine (kurze) M.2 SSD, z. B. 2242, inkl. Adapter M.2->mPCIe mechanisch überhaupt Platz finden würde. Letztendlich gibts dann wahrscheinlich auch noch das Problem, dass man nicht ohne Kniffe und Umwege von mPCIe booten kann?!

EDIT: Zudem haben ältere ThinkPads wahrscheinlich nur einen(!) mPCIe-Slot der in den meisten Fällen vom WLAN-Adapter belegt sein wird?!

 

[cuco]

Interessante Frage! Ja, die meisten M.2-SSDs müssten in der Theorie auch mit einer Lane funktionieren. Und vorausgesetzt der mPCIe-Schacht schafft den PCIe-2.0-Standard, dann dürfte auch eine M.2-SSD mit PCIe-3.0 erkannt werden. In der Theorie wohlgemerkt. Auch die 42mm Länge plus Adapter könnten gerade so in die knapp 51mm langen mPCIe-Slots passen.

Die 500MB/s von PCIe 2.0 pro Lane sind dann ja auch schon ganz ok.

Bis dahin klingt es eigentlich ziemlich kompatibel - auch wenn das alles reine Theorie ist!

Problem wird sein, dass (AFAIK) Thinkpads nicht von Geräten in ihren mPCIe-Plätzen booten können, abgesehen von den Geräten, die mSATA unterstützen und dann wohl auch nur von mSATA-Geräten. Damit fällt eine M.2-SSD als Bootmedium weg. Dann müsste mindestens ein Bootloader auf einer HDD/SSD an einem normalen SATA-Port liegen und auch dann wirds Gefrickel - da wird man wohl eher auf Booten von M.2 im mPICe verzichten müssen.

Nächstes Problem sind die begrenzte Anzahl an Steckplätzen. Nein, nicht alle älteren haben nur einen Slot. Aber trotzdem sind die wenigen verfügbaren schnell alle belegt. Beim T500 z.B. sind drei vorhanden, vorgesehen für WWAN, WLAN und Turbo-Memory. Letzterer ist auch nur Half-Size und daher eh zu klein fürs Experiment. WLAN wird man nicht ausbauen. Bleibt nur der WWAN-Platz. Aber auch der ist nun mal bei einigen belegt, die WWAN nutzen oder bei mir z.B. durch eine USB3.0-Karte.

Schwieriger wird es auch mit der Kompatibilität, wenn der mPCIe-Steckplatz nur PCIe nach Standard 1.0 oder 1.2 spricht. Da ist die Kompatibilität zu Geräten mit Standard 2.0 oder neuer (wie heutigen M.2-SSDs mit vermutlich 3.0) nicht mehr unbedingt gegeben.

Naja, das war jetzt aber nur eine theoretische Analyse. Mehr ein Hirngespinst