M.2

M.2（「エムドットツー」と発音）^{[ 1 ]}は、以前は次世代フォームファクター（NGFF ）として知られていた、コンピュータ内部に取り付けられる拡張カードとコネクタの仕様です。これは、古いMini SATA（ mSATA）およびMini PCIe（mPCIe ）規格を置き換えるために開発されました。

M.2はさまざまなモジュールサイズとインターフェースタイプをサポートしており、最新のデバイスに高い柔軟性を提供します。mSATAに比べて小型で高性能であるため、特にソリッドステートドライブ（SSD）向けに、ウルトラブックやタブレットコンピュータなどの小型システムで広く使用されています。 ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

M.2コネクタは、最大4レーンのPCI Express、Serial ATA 3.0、USB 3.0など、複数のインターフェースオプションを提供できます。サポートされるインターフェースは、デバイスとホストの実装によって異なります。M.2モジュールとスロットは、サポートされるインターフェースを示し、互換性のないインストールを防ぐために、異なる「キーイング」ノッチを使用します。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]}

ストレージ デバイスに関しては、M.2 は、旧式のAdvanced Host Controller Interface (AHCI) と新しいNVM Express (NVMe) プロトコルの両方をサポートしています。AHCI は、従来の SATA ベースのシステムおよびオペレーティングシステムとの互換性を提供しますが、NVMe は高速 SSD 用に設計されており、複数の同時I/O操作をサポートすることで、はるかに高速なパフォーマンスを実現します。^{[ 2 ] : 14 [ 6 ]}

M.2モジュールは、 Wi-Fi、Bluetooth、衛星ナビゲーション、近距離無線通信（NFC）、デジタルラジオ、WiGig、無線WAN（WWAN）、ソリッドステートドライブ（SSD）など、複数の機能を統合できます。 ^{[ 7 ]} SATAリビジョン3.2仕様は、 2013年8月時点でゴールドリビジョンとなっています。 、ストレージデバイスの新しいフォーマットとしてM.2を標準化し、そのハードウェアレイアウトを規定しています。^{[ 2 ]： 12 [ 8 ]} M.2コネクタを介して公開されるバスには、 PCI Express（PCIe） 3.0以降、Serial ATA（SATA） 3.0、USB  3.0が含まれます。これらの規格はすべて下位互換性があります。

M.2仕様は、最大4つのPCI Expressレーンと1つの論理SATA 3.0（6  Gbit/s）ポートを提供し、これらを同じコネクタを通して公開するため、PCI ExpressとSATAの両方のストレージデバイスをM.2モジュールの形で存在させることができます。公開されたPCI Expressレーンは、ホストとストレージデバイス間の純粋なPCI Express接続を提供し、追加のバス抽象化レイヤーは存在しません。^{[ 9 ]} PCI-SIG M.2仕様、 2013年12月時点のリビジョン1.0 詳細なM.2仕様を提供します。^{[ 2 ]： 12 [ 10 ]}

M.2規格は、既存のPCI Express Mini Card（Mini PCIe）フォームファクタとコネクタを使用するmSATA規格に基づいています。M.2では、より大きなプリント基板（PCB）が可能になり、より長いモジュールと両面コンポーネントの実装が可能になります。その結果、M.2 SSDモジュールは、mSATAデバイスのフットプリント内で2倍のストレージ容量を提供できます。^{[ 2 ]： 20、22～23 [ 4 ] [ 13 ]}

M.2 モジュールは長方形で、片側にエッジ コネクタ があり、反対側のエッジの中央に半円形の取り付け穴があります。エッジ コネクタは最大 67 ピンの 75 ポジションがあり、0.5 mmピッチを採用し、PCB の反対側のピンを互いにオフセットしています。コネクタの各ピンは最大 50 Vおよび 0.5 Aの定格で、コネクタ自体は 60 回の嵌合サイクルに耐えるように指定されています。^{[ 14 ] : 6}ただし、マザーボードにある多くの M.2 スロット (ソケット 1、2、および 3) は最大 3.3 V の電源しか提供しません。^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}  

M.2 規格では、モジュールの幅は 12、16、22、30  mm、長さは 16、26、30、38、42、60、80、110  mm まで対応しています。市販されている M.2 拡張カードの初期ラインナップは 、幅 22 mm、長さは30、42、60、80、110  mmです。 ^{[ 3 ] [ 5 ] [ 14 ] [ 18 ]} M.2 モジュールサイズのコードには、特定のモジュールの幅と長さの両方が含まれています。たとえば、モジュールコードとして「2242」は、モジュールの幅が 22  mm、長さが 42 mm であることを意味し、「2280」は、幅が 22 mm、長さが 80 mm のモジュールを示します。  

M.2 モジュールは、ホストの回路基板に設けられた対応するコネクタに取り付けられ、1 本の取り付けネジでモジュールが固定されます。コンポーネントはモジュールの両面に取り付けることができ、実際のモジュールタイプによってコンポーネントの厚さが制限されます。コンポーネントの最大許容厚さは 片面あたり 1.5 mm、PCB の厚さは0.8 mm ± 10%です。^{[ 10 ]} 片面および両面の M.2 モジュールには異なるホスト側コネクタが使用され、M.2 拡張カードとホストの PCB の間に異なる量のスペースが確保されます。^{[ 4 ] [ 5 ] [ 14 ]} ホストの回路基板は通常、複数の長さの M.2 モジュールを受け入れるように設計されているため、長い M.2 モジュールを受け入れることができるソケットは、通常、取り付けネジの位置を変えることで短いモジュールも受け入れることができます。^{[ 19 ] [ 20 ]}

M.2モジュールのPCBには75ピンのエッジコネクタが備えられています。モジュールの種類によっては、特定のピン位置が削除され、1つまたは複数のキーイングノッチが設けられます。ホスト側のM.2コネクタ（ソケット）は、1つまたは複数の嵌合キー位置に配置され、ホストが受け入れるモジュールの種類を決定します。2014年4月現在 ホスト側のコネクタは、1 つの嵌合キー位置 (B または M のいずれか) のみが実装された状態で使用できます。^{[ 5 ] [ 14 ] [ 11 ]} さらに、SATA または 2 つの PCI Express レーン (PCIe ×2) 用にキーが設定された M.2 ソケット は「ソケット 2 構成」または「ソケット 2」と呼ばれ、4 つの PCI Express レーン (PCIe ×4) 用にキーが設定されたソケットは「ソケット3 構成」または「ソケット3」 と呼ばれます。 ^{[ 2 ] : 15 [ 24 ]}  

例えば、B と M の位置に 2 つの切り欠きがある M.2 モジュールは、最大 2 つの PCI Express レーンを使用し、同時に幅広い互換性を提供します。一方、M 位置に 1 つの切り欠きしかない M.2 モジュールは、最大 4 つの PCI Express レーンを使用します。どちらの例も SATA ストレージ デバイスを提供することができます。同様のキーイングは、提供される USB  3.0 接続を利用する M.2 モジュールにも適用されます。^{[ 5 ] [ 11 ] [ 25 ]}

各種 M.2 モジュールは、「WWLL-HH-KK」または「WWLL-HH-K」という命名規則で表され、「WW」と「LL」はそれぞれモジュールの幅と長さをミリメートル単位で指定します。「HH」の部分は、モジュールが片面か両面か、および実装可能なコンポーネントの最大厚さをエンコード形式で指定します。可能な値は、上の右側の表に記載されています。モジュールのキーイングは、「KK」の部分で指定され、上の左側の表のキー ID を使用したエンコード形式です。モジュールにキーイングノッチが 1 つしかない場合は、「K」のみで指定することもできます。^{[ 5 ] [ 14 ]}

ソケット式モジュールに加えて、M.2規格には永久的に半田付けされた片面モジュールのオプションも含まれています。 ^{[ 14 ]}

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  M.2 2242 SSDをUSB  3.0アダプタに接続し、コンピュータに接続した。
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  M.2モジュール用ドッキングステーション
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  ドッキングステーションの接続スロット
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   ストレージ容量1TBのM.2 2280 Samsung 980 PRO PCIe 4.0 NVMe SSD
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  M.2 2230（左）とM.2 1630 WiFiカード

• エンタープライズおよびデータセンター標準フォームファクター（EDSFF）
• インターフェースのビットレート一覧
• NVM Express (NVMe)
• ソリッドステートドライブ § 構成
• U.2

• Serial ATA International Organization (SATA-IO) の公式ウェブサイト
• 周辺機器相互接続特別利益団体（PCI-SIG）の公式ウェブサイト
• M.2インターフェースを理解する：次世代SSDの高速化を実現するインターフェース、Ars Technica、2015年2月9日、アンドリュー・カニンガム著
• LFCS: Linuxを不揮発性メモリデバイスに対応させる準備、LWN.net、2013年4月19日、Jonathan Corbet著
• PCIe SSD 101：規格、市場、性能の概要、SNIA、2013年8月、2014年2月2日にオリジナルからアーカイブ済み
• M.2ピン配置の説明とリファレンスデザイン、2020年1月28日、 Congatec社によるアプリケーションノート
• インターフェースカードマウント–米国特許20130294023、2013年11月7日、ラファエル・ゲイに譲渡