Los conectores NVMe, SATA, PCIe y M.2 deshacen cualquier saturación de tráfico de conectividad en almacenamiento de datos, de modo de permitir un diseño más pequeño y rápido. Haremos un análisis de las mejores tecnologías de conectividad de almacenamiento de datos en la actualidad y le diremos qué aguarda en el futuro de almacenamiento flash de datos.
Unidades Microdrive de IBM y Hitachi lanzadas en 1999 y 2005, respectivamente.
La capacidad de almacenamiento de datos ha sido un asunto clave en el desarrollo de tecnologías desde hace décadas. En 1999, IBM presentó Microdrive, una unidad que en su momento era el disco duro más pequeño con la mayor capacidad de almacenamiento del mercado: unos increíbles 340 MB. Con el rápido desarrollo de la tecnología en el ámbito del almacenamiento de datos, los conectores de tecnología estándares también debieron someterse a innovaciones para ser más pequeños y más rápidos. Para 2003, los dispositivos de almacenamiento en unidades de disco duro (HDD) utilizaban los conectores de interfaz SATA debido a su aceptación en la industria y su alta velocidad de transferencia de datos. Los primeros conectores SATA alcanzaban velocidades de casi 150 MB/s, lo que resultaba excelente en ese momento.
¿Qué es SATA?
Con el aumento del tamaño de almacenamiento, la reducción de los factores de forma y los usuarios que cada vez creaban y procesaban más datos, las interfaces y los conectores SATA en computadoras portátiles y de escritorio tuvieron que satisfacer las demandas en cuanto a velocidad. De hecho, el primer lanzamiento corregido de SATA en 2004 duplicó la velocidad con una tasa de transferencia nativa de 300 MB/s. Las velocidades de SATA se duplicaron de nuevo en 2008. En ese momento, se presentó la primera unidad de disco duro de 3,5 pulgadas y 1 TB de capacidad, lo cual revelaba al mundo de la tecnología que el almacenamiento de datos y las velocidades aumentaban a niveles cada vez mayores. No hace falta decir que SATA se convirtió en la interfaz estándar de bus en las computadoras comerciales para conectar las unidades de disco duro y, eventualmente, las unidades de estado sólido.
Conector SATA para un HDD de 3,5 pulgadas. Observe que las diferentes longitudes de los pines aseguran el orden de acoplamiento específico para tierra y alimentación.
¿Qué es PCIe?
En 2009, Serial ATA International Organization anunció un nuevo estándar de conexión —el miniSATA, que a menudo se abrevia mSATA. Esta era una ligera variante del conector de expansión para interconexión exprés de componentes periféricos o PCIe. El conector PCIe y las minitarjetas hicieron su aparición en 2005 y solían utilizarse para tarjetas gráficas, tarjetas de red y tarjetas de sonido, todo esto generalmente como parte de las placas madre para computadoras, pero eso era todo. El conector mSATA se utilizó en la primera MacBook Air de Apple como el conector SSD, pero no por mucho tiempo. Tras algo de innovación y un nuevo diseño de la pequeña unidad SSD con Mini PCIe, mSATA fue rápidamente reemplazado por el estándar Mini PCIe v2 o bien, como lo conocemos ahora, M.2.
Unidad SATA de 2,5 pulgadas (a continuación) comparada con una unidad SSD mSATA
¿Qué es M.2?
El estándar M.2, que reemplazó de forma abrupta a mSATA, permite diferentes anchos y longitudes en los módulos de computadoras y posee características de interfaz más avanzadas. Los conectores M.2 son tan versátiles que pueden integrar múltiples funciones, como Wi-Fi, Bluetooth, navegación satelital, Near Field Communication, radio digital híbrida, normas de Wireless Gigabit Alliance, red de área extensa inalámbrica y, por supuesto, el almacenamiento de datos de estado sólido.
Una unidad SSD mSATA (a la izquierda) comparada junto a una SSD M.2 2242
¿Cuál es la diferencia entre NVMe y SATA?
En el caso de las unidades de almacenamiento, los conectores M.2 pueden clasificarse en dos grupos distintos en función de los protocolos de bus. Están los protocolos M.2 SATA, lo que significa que se comunican de la misma forma en que solían hacerlo las antiguas unidades SATA. La única diferencia es que poseen un tamaño diferente y mayores velocidades de cola. Luego, están los conectores PCIe M.2, que usan el protocolo de interfaz NVMe (el cual es mucho más rápido que la interfaz SATA heredada). Así como SATA históricamente incluyó IDE, AHCI y RAID, PCIe ahora incluye NVMe como forma de conectarse con el procesador. NVMe puede aprovechar la menor latencia de las CPU modernas y, en esencia, ha logrado que SATA y AHCI resulten obsoletos.
¿Cuál es el futuro de M.2?
Hace tan solo dos años, los conectores M.2 estaban disponibles. Sin embargo, su implementación era limitada debido a que los componentes heredados como mSATA, o incluso SATA, seguían utilizándose ampliamente. Quizás esto también ocurría porque las unidades de estado sólido (SSD) M.2 aún eran bastante nuevas y, por lo general, no podían competir con las unidades SSD SATA en cuanto a precio y velocidad. No obstante, M.2 cada vez se utiliza más en productos de consumo, como placas madre, tabletas y casi cualquier dispositivo pequeño que requiera mucho almacenamiento. Esto se debe a que las unidades SSD M.2 PCIe cada día son considerablemente más económicas y mucho más rápidas que las unidades SSD SATA heredadas que aún abundan en los espacios de venta minorista de productos de consumo. Para tener una noción de la velocidad, esta unidad de estado sólido M.2 PCIe de Kingston puede leer y escribir a velocidades de 1400 MB/s y 1000 MB/s, respectivamente. Eso equivale a más de 20 veces la velocidad ofrecida por la unidad de disco duro estándar que dominó la industria del almacenamiento hace solo cinco años.
Los conectores periféricos “Clave B y M” se utilizan de forma habitual para SATA M.2
Como M.2 es tan versátil, se ha adaptado a varios estándares de tamaño diferentes, lo que se conoce como “claves”. Existen cuatro tipos de claves principales para las ranuras M.2 que en este momento se utilizan ampliamente: A, B, E y M. No obstante, de hecho existen 12 identificaciones de clave diferentes —la mayoría de las cuales están reservadas para utilizarse en el futuro. Las identificaciones de clave sirven a modo de recordatorio para saber en qué lugar del conector existe un bloque físico. Este bloque se utiliza para distinguir las asignaciones de información dentro de los distintos dispositivos. A continuación se proporciona un práctico diagrama de claves M.2 para su referencia.
Otro rasgo importante de M.2 es la flexibilidad en la longitud y el ancho del módulo. A menudo, esto se indica dentro de la nomenclatura del número de pieza del módulo. Consulte esta útil guía sobre cómo TE Connectivity asigna sus números de pieza para los conectores M.2.
La diversidad de longitud y ancho de M.2 es muy valiosa, dado que puede utilizar la misma familia de conectores en todo tipo de tecnologías específicas de la aplicación. Por ejemplo, en teoría podría usar un conector M.2 "Clave B" en múltiples aplicaciones de conexión en su diseño, ya que esta clave es ampliamente aceptada en diferentes interfaces, aunque los módulos en sí mismos puedan tener longitudes diferentes.
Sin importar cuáles sean sus aplicaciones, los conectores M.2 PCIe son muy versátiles y se utilizarán cada vez más en aplicaciones tecnológicas. Por lo general, se están integrando en diferentes tecnologías y son el futuro de la conectividad para el almacenamiento de datos flash en los productos de consumo.