Форм-факторы твердотельных накопителей

В 2000-х годах, до начала массового внедрения твердотельных накопителей, основными запоминающими устройствами компьютеров были жесткие диски, и тогда выбор форм-факторов накопителей ограничивался 2,5-дюймовым (уменьшенный форм-фактор, Small Form Factor, SFF) и 3,5-дюймовым (полноразмерный форм-фактор, Large Form Factor, LFF). Первый предназначался для ноутбуков, второй – для настольных ПК, серверов и систем хранения (правда, ближе к концу десятилетия, с ростом популярности тонких одноюнитовых серверов и серверов-лезвий, появились 2,5-дюймовые винчестеры серверного класса).

Первое поколение SSD

Твердотельные накопители первого поколения чаще всего использовались для замены винчестеров SAS/SATA в ранее выпущенных серверах и системах хранения. Эти накопители устанавливали в отсеки для жестких дисков (что сразу же обеспечивало существенное улучшение скорости доступа к данным), поэтому они выпускались в тех же классических форм-факторах 2,5 и 3,5 дюйма. Однако использование в старых системах интерконнектов SAS/SATA, разработанных в расчете на более медленные жесткие диски, сильно ограничивало выигрыш в производительности при переходе на твердотельную память. Поэтому в следующем поколении компьютеров появилась поддержка специальных форм-факторов для твердотельных накопителей, вместо SATA в них использовалось подключение напрямую к центральному процессору компьютера по высокоскоростной шине PCI Express.

Современные форм-факторы

К настоящему времени производители компьютерных систем и твердотельных накопителей разработали несколько форм-факторов накопителей, выпускаемых как для клиентских систем (ноутбуков, планшетов, моноблоков) так и для серверов и систем хранения.

Накопители форм-фактора U.2 по размерам примерно совпадают с классическим SFF (хотя толщина у U.2 немного больше), но зато обеспечивают подключение по высокоскоростной шине PCIe. Твердотельные накопители U.2 предназначены для использования в серверах и СХД, а также в рабочих станциях.

Накопители форм-фактора micro SATA (mSATA), как следует из названия, используют для подключения классический интерконнект SATA, но зато по размеру они существенно меньше по сравнению с SFF. В зависимости от реализации накопители mSATA могут быть в три–восемь раз меньше обычного 2,5-дюймового накопителя SFF и используются в основном в клиентских системах.

Устройства самого распространенного сегодня форм-фактора M.2 (прежнее название Next Generation Form Factor) также намного меньше SFF. Как опция накопители SFF могут использовать интерконнект SATA, хотя чаще всего они выпускаются в варианте с PCIe. В настоящее время большинство системных плат компьютеров оборудованы слотом для установки накопителя M.2, эти накопители также широко применяются в тонких серверах.

Еще один форм-фактор твердотельных накопителей – это карта расширения с модулями твердотельной памяти Add-in Card (AIC), подключаемая по PCIe. Накопители AIC выпускаются в вариантах полной высоты Full Height (167 мм) и половинной высоты Half Height (111 мм), стандартной длины Full Length (312 мм) и укороченные Half Length (167 мм).

Накопители EDSFF для дата-центров

Из-за постоянного роста требований к плотности размещения емкости в современных дата-центрах в начале 2020-х на замену U.2 был разработан форм-фактор твердотельных накопителей для серверов и систем хранения EDSFF (Enterprise and Data Center Standard Form Factor). Его преимущества – повышенная мощность (он позволяет подавать на накопитель питание до 70 Вт, в то время как у накопителей SFF мощность не более 25 Вт), более высокая производительность и улучшенная термоэффективность.

Твердотельные накопители EDSFF выпускаются в двух вариантах форм-фактора. Накопители EDSFF E1 предназначены для использования в одноюнитовых серверах и обеспечивают улучшение тепловыделения по сравнению с накопителями M.2, а также возможность «горячей» замены накопителя.

Накопители форм-фактора EDSFF E3 выпускаются для двухъюнитовых серверов и систем корпоративного класса и позволяют вдвое увеличить плотность размещения емкости по сравнению с твердотельными накопителями SFF.