Seite 2: Formfaktoren und Anbindung: 2,5 Zoll, M.2, mSATA, SATA und PCIe

Während Desktop-Festplatten stets im 3,5 Zoll-Format hergestellt wurden, wurden SSDs von Anfang an im 2,5 Zoll-Format gefertigt, was für den deutlich geringeren Platzbedarf der Komponenten einer SSD völlig ausreichend ist. Im Zuge der Verkleinerung vor allem von Notebooks waren 2,5 Zoll SSDs aber irgendwann zu groß, sodass viele Hersteller angefangen haben, einen eigenen, deutlich kleineren Formfaktor zu entwickeln.

Die klassische 2,5 Zoll SATA-SSD ist günstig und kann in vielen Systemen eingesetzt werden.

Um hier einen Standard zu schaffen, wurde der mSATA-Standard verabschiedet, der allerdings zu spät kam – entsprechende Schnittstellen findet man nicht häufig, nicht zuletzt, da mSATA (kurz für mini-SATA) auch nur die vergleichsweise langsame Anbindung via SATA vorsieht. Die Steckverbindung bei mSATA ist zwar die gleiche wie bei Mini-PCI-Express, doch sind mSATA und Mini-PCIe elektrisch nicht kompatibel: Ist ein entsprechender Sockel als mSATA-Sockel vorgesehen, lassen sich dort auch nur die entsprechenden Laufwerke nutzen. In einen mit PCI-Express beschalteten Sockel würde eine mSATA-SSD zwar physikalisch passen, jedoch nicht funktionieren.

Der mSATA-Standard wurde inzwischen durch den M.2-Standard abgelöst, der ursprünglich unter dem Namen Next Generation Form Factor (NGFF) gehandelt wurde. Der M.2-Standard erlaubt den Herstellern eine größere Flexibilität bei der Baugröße der SSDs, so sieht der Standard beispielsweise eine Länge von 16 bis 110 mm in acht Abstufungen vor. Ebenfalls vorgesehen sind verschiedene Bussysteme, die über den M.2-Stecker verwendet werden können. Am häufigsten anzutreffen dürfte dabei PCI-Express sein, da es die schnellste Option im Hinblick auf die Datenübertragungsrate ist. Doch auch SATA und sogar USB 3.0 sind theoretisch möglich, wobei es nicht vorgesehen ist, dass bei einem M.2-Sockel alle Signale anliegen müssen.

Ebenfalls mit SATA-Anschluss, aber deutlich kleiner: Der mSATA-Formfaktor.

Der M.2-Standard hat inzwischen auch bei Desktop-Systemen seinen Platz gefunden, die meisten aktuellen Mainboards bieten mindestens einen entsprechenden Slot. Ein weiterer positiver Nebeneffekt dabei ist, dass jegliche Verkabelung entfällt – das Laufwerk wird direkt auf das Mainboard gesteckt. Alternativ gibt es noch die Variante, das Laufwerk mit einem Kabel anzuschließen. Dazu braucht es allerdings einen entsprechenden Anschluss auf dem Mainboard, der inzwischen unter dem Namen U.2 firmiert. Ehemals kannte man die Verbindung nur unter der technischen Bezeichnung SFF-8639. So wäre es theoretisch auch möglich, ein 2,5 Zoll Laufwerk mit U.2-Anschluss zu bauen, tatsächlich ist die Marktdurchdringung entsprechender Laufwerke, ähnlich wie bei SATA Express, allerdings kaum vorhanden.

SATA Express ist der Nachfolger von SATA 6 Gb/s und damit bedingt abwärtskompatibel. So kommen auf Hostseite kombinierte Buchsen zum Einsatz, über die man entweder zwei SATA-6 Gb/s-Laufwerke oder ein SATA-Express-Laufwerk anschließen kann. Damit hört die Kompatibilität allerdings auch schon wieder auf, denn SATA-Express verwendet elektrisch den PCI-Express-Bus. Ein SATA-Express-Laufwerk lässt sich also nicht an reinen SATA-6 Gb/s-Ports betreiben. Auch sieht SATA Express lediglich zwei Lanes vor, sodass nur die Hälfte der Maximalgeschwindigkeit von M.2 möglich ist.

Klein und extrem schnell sind M.2-SSDs mit PCI-Express-Interface, hier auf einer Adapterplatine.

Da in Desktop-Rechnern Platz meistens nur ein geringes Problem ist, gibt es zusätzlich die Option, eine PCI-Express-SSD direkt in einen entsprechenden Slot auf dem Mainboard zu stecken, so wie beispielsweise die Grafikkarte. Da es sich um den gleichen Bus handelt, ist es selbstverständlich auch möglich, eine M.2-PCI-Express-SSD mit einer Adapterkarte zu betreiben.

M.2-SSDs mit PCI-Express-Interface können Datenübertragungsraten von über zwei Gigabyte pro Sekunde erreichen – allerdings nur, wenn die Anbindung stimmt. Aktuelle M.2 SSDs sind in der Regel für vier PCI-Express-Lanes der dritten Generation ausgelegt, und erreichen auch nur dann ihre volle Leistung. Via PCIe 2.0 und/oder mit weniger Lanes lassen sich die SSDs zwar anstandslos verwenden, verlieren unter Umständen allerdings einen signifikanten Teil ihrer Leistung. Im Zweifelsfall hilft ein Blick in das Handbuch des Mainboards, um die Lane-Konfiguration der einzelnen Sockel in Erfahrung zu bringen.

Die Anschlüsse einer M.2-, mSATA- und SATA-SSD im Vergleich.

Steht kein dedizierter M.2-Steckplatz zur Verfügung, lässt sich ein entsprechendes Laufwerk beispielsweise auch im zweiten Grafikkartenslot betreiben. Dadurch reduzieren sich die Lanes der Grafikkarte zwar häufig von 16 auf acht, doch hat dies im Regelfall nur minimal messbare und in der Regel nicht spürbare Auswirkungen auf die Leistung der Grafikkarte. In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten, aktuellen Bauformen noch einmal zusammengefasst:

FormfaktorAnbindungMax. GeschwindigkeitBemerkung
2,5 Zoll SATA 6 Gb/s ~ 600 MB/s Standard-Formfaktor für SSDs in Desktop-Systemen, teilweise auch Notebooks. Verschiedene Bauhöhen möglich. SATA-Anschlüsse sind auf jedem Mainboard verfügbar, entsprechend hohe Kompatibilität.
mSATA SATA 6 Gb/s ~ 600 MB/s Formfaktor hauptsächlich für Notebooks. Nur eine Baugröße vorgesehen, kaum verbreitet. Verwendet einen eigenen Sockel.
M.2 PCIe 3.0 x4 ~ 3800 MB/s Formfaktor für Desktop-Systeme und Notebooks. Erlaubt verschiedene Baugrößen. Viele neue Notebooks und Mainboards besitzen einen M.2-Slot.
SATA Express PCIe 3.0 x2 ~ 1969 MB/s Der Nachfolger von SATA 6 Gb/s. Stellt nur zwei statt vier PCIe-Lanes zur Verfügung. Praktisch keine Produkte auf dem Markt, da M.2 der bevorzugte, kleinere und schnellere Formfaktor ist.