Quali tipologie di SSD esistono (M.2 o U.2, NVMe o SATA) e quali, tra le interfacce SATA e PCIe è migliore, più veloce o più economica
Le unità SSD in sostituzione degli hard disk tradizionali rappresentano forse l'innovazione più importante per i computer degli ultimi anni. Con un SSD, qualsiasi computer diventa nettamente più veloce ad avviarsi ed a caricare i programmi, anche se fosse vecchio. Ormai la tecnologia è progredita fino al punto da offrire varie alternative al semplice disco SSD SATA: possiamo infatti trovare le M.2 SATA e le nuove NVMe, che sfruttano la velocità dello slot PCI-Express per raggiungere velocità di scrittura e lettura mai viste su altri tipi di disco.
Cos'è un SSD SATA?
SATA (Serial ATA) è il tipo di connessione utilizzata dagli SSD per scambiare dati con il sistema. Questo tipo di connessione viene realizzata con un cavo SATA, che connette il disco compatibile alla scheda madre tramite apposite porte.
Questo tipo di connessione viene utilizzata sia per i classici dischi meccanici sia per collegare gli SSD a 2,5 pollici; utilizzando un SSD SATA otterremo sicuramente velocità superiori rispetto al disco meccanico (fino a 600 MB al secondo con SATA 3).Oltre al cavo stretto SATA dovremo connettere anche il cavo per l'energia elettrica: esso è disponibile direttamente dall'alimentatore del PC.
Cos'è un M.2 SATA?
La prima evoluzione della tecnologia SATA classica (via cavo) è l'M.2 SATA, una scheda logica che si connettere direttamente sulla scheda madre senza la necessità di piazzare cavi.
Con questa scheda non dovremo più utilizzare i cavi SATA, visto che passa tutto dai contatti presenti su di esso. La velocità è identica al disco SSD tradizionale se sfruttiamo SATA 3 come protocollo (600 MB/s), ma su alcune schede madri è possibile sfruttare SATA Express per ottenere una velocità di trasferimento superiore (fino a 2 GB al secondo). Da notare che, su queste schede M.2, sono presenti due "dentini" sui contatti, così da poterle riconoscere velocemente rispetto ai modelli che supportano PCIe (di cui parleremo nel prossimo capitolo).
Cos'è un M.2 PCIe (NVMe)?
La massima evoluzione delle memorie interne per un PC è senza ombra di dubbio l'M.2 PCIe, conosciuto anche come NVMe.
Questa scheda utilizza il protocollo PCI Express per la connessione, ottenendo così velocità decisamente più elevate rispetto alle connessioni SATA (superiore anche a SATA Express). Se viene sfruttato il protocollo PCI Express 3.0 x4 la velocità massima di trasferimento è di circa 4 GB al secondo; se invece sfruttiamo PCI Express 4.0 x4 la velocità di trasferimento sale fino a circa 8 GB al secondo, un valore decisamente molto elevato (per capire quasi 8 volte più veloce del classico SSD SATA connesso tramite cavo). Su queste schede M.2 è presente un solo "dentino" sui contatti, rendendoli quindi facilmente riconoscibili rispetto agli M.2 SATA.
Qual è la differenza tra M.2 e U.2?
M.2 ("M punto due") e U.2 ("U punto due") sono standard dei fattori che specificano la forma, le dimensioni ed il layout di dispositivi SATA e PCIe. M.2 è a forma di scheda ed è attualmente il più compatibile, quindi da preferire. U.2 invece identifica il connettore NVMe per i dischi da 2,5 pollici, pensati per poter offrire capienze più elevate in ambito business sfruttando le velocità dell'NVMe.
Di fatto U.2 è simile a SATA ma il cavo è molto più largo e permette di raggiungere le velocità viste con gli M.2 NVMe (ossia 4 GB al secondo).Questo fattore di forma è raro in ambito domestico, visto che gli M.2 sono più che sufficienti per ottenere prestazioni elevate e capienze molto interessanti (anche 1 o 2 TB). Con U.2 otterremo capienze superiori ai 4 TB, ma per il momento i dischi di questo tipo sono talmente costosi da essere disponibili solo per i server o per utenza business.
Cosa sono i moduli di memoria SSD M.2, come si montano e quali comprare per il computer
Se abbiamo acquistato di recente una scheda madre dedicata al gaming, avrai sicuramente visto degli strani slot su di essa dedicati ad una un nuovo tipo di memoria, denominata M.2. Questi slot offrono la possibilità di collegare delle schede di memoria molto sottili in grado di sostituire efficacemente una normale unità SSD, così da velocizzare ulteriormente l'avvio del sistema operativo e dei programmi visto l'utilizzo di un bus di comunicazione più diretto (per gli SSD è richiesto un cavo e una porta SATA).
Scopriamo in questa guida cosa sono gli M.2, come montarli sulla propria scheda madre (verificando che siano compatibili) e dove è possibile acquistare questi moduli di memoria, così da iniziare subito ad utilizzarli per installarci sopra il sistema operativo Windows 10 (l'unico in grado di gestirli al 100%).
Cosa sono gli M.2
Possiamo considerare gli M.2 un'evoluzione dei drive SSD, dove la scocca viene rimossa, le dimensioni dei chip di memoria vengono stipate in una scheda lunga e stretta e come collegamento viene utilizzato un bus veloce ad accesso diretto, senza la necessità di utilizzare un cavo e una porta dedicata. M.2 è il nome del connettore per collegare la scheda di memoria alla scheda madre.
Questo tipo di memoria interna (visibile sul sistema operativo come fosse un disco rigido) è molto più veloce dell'SSD, è facile da montare ed è pensato per ospitare il sistema operativo, le partizioni d'avvio e i programmi in seguito installati. I dati vengono salvati sulle celle di memoria con impulsi elettrici (sui dischi classici viene utilizzata una testina magnetica) che rende questo modulo resistente agli urti, agli sbalzi di corrente ed offre numerosi cicli di scrittura/lettura per salvare i dati del sistema operativo e dei programmi; il suo uso come magazzino dei dati dell'utente non è consigliato, anche se al giorno d'oggi non c'è più alcuna controindicazione nel salvare i dati in questo tipo di memoria. Le dimensioni della scheda possono variare in base alla quantità di memoria che è possibile integrare nella stessa, ma il tipo di scheda che si è diffuso maggiormente sulle schede madri è denominato M.2 2280 (da 80 mm di lunghezza); sono però disponibili anche altri tipi (Type) di M.2 come visibile nell'immagine qui in basso.
Questi moduli vantano ormai capacità del tutto simili a quelle degli SSD (da 250 GB fino a 2 TB) ed essendo ancora più veloci per il loro collegamento speciale, si possono preferire sopratutto su PC ad alte prestazioni. I moduli di memoria M.2 possono condividere il bus di collegamento (o connettore) con una porta PCI-Express (in tal caso si parla di NVme o Non-Volatile Memory Express) oppure con una delle porte SATA (in questo caso si parla di mSATA) o entrambe. Per fortuna la maggior parte delle schede M.2 supportano entrambi i tipi di bus, così come sulle schede madri viene offerto uno o più slot M.2 in base al bus che intendiamo utilizzare (ci sono anche slot M.2 ibridi che si adattano alla scheda inserita e alla porta libera al momento). La condivisione del bus dell'M.2 con uno degli slot o delle porte già presenti sul PC deve essere ben compreso dall'utente, visto che su quella porta o su quello slot la velocità di trasmissione dati sarà inferiore (visto che una parte è riservata al trasferimento dati dell'M.2).
Come montare un M.2 sulla scheda madre
Ora che sappiamo cosa sono gli M.2, procuriamocene uno e utilizziamolo al posto dell'SSD, in particolare se vogliamo creare un PC ad alte prestazioni, per videogiochi o programmi pesanti. Lo slot M.2 è di solito presente sotto la CPU o in prossimità degli slot PCI-E, ma sono possibili anche altre posizioni come agli angoli inferiori (in prossimità delle porte SATA) o addirittura nella parte posteriore della scheda madre.
Prendiamo il modulo M.2 ed inseriamolo nel bus di collegamento partendo dalla testa (dove sono i contatti) e facendo leggermente pressione nella coda fino al completo posizionamento della scheda nel suo slot (immagine in alto). Le schede sono molto leggere e non rischiano di cadere o di danneggiare lo slot a loro assegnato. Ora che il modulo M.2 è aggiunto alla scheda madre possiamo procedere al suo utilizzo iniziando l'installazione di Windows 10 e utilizzandolo come fosse un normale disco di sistema (possiamo partizionarlo manualmente oppure lasciar fare al sistema operativo). Per un corretto utilizzo e per scoprire quale bus utilizza la scheda madre consigliamo sempre di leggere il manuale d'uso della scheda madre. Prima di comprare un modulo M.2 bisogna controllare se la scheda madre del PC la supporta nelle specifiche della stessa. Un modo per sapere se sulla scheda madre del computer si possono montare SSD M.2 bisogna controllare sulle specifiche se c'è scritto che è compatibile con PCI-Express-to-PCI-Express o SATA-to-SATA.
Come ottenere il massimo da un disco SSD su Windows in modo che sia sempre veloce e che non si rovini col tempo
In termini semplici di confronto possiamo dire senza paura di contestazione che un vecchio PC con processore di 6 o 8 anni fa che monta SSD sia sensibilmente più veloce di un PC nuovo con hard disk. Come scritto in due guide diverse, è infatti possibile far tornare veloce un vecchio portatile comprato qualche anno fa e dare nuova vita a un PC vecchio cambiando poche parti, tra cui sopratutto l'hard disk. La differenza tra SSD e Hard disk più importante è che gli SSD non utilizzano componenti meccanici in movimento, ma sono memorie solide la cui lettura è molto più veloce rispetto a quella di una testina su disco.

Chi possiede un computer con SSD deve però anche modificare la configurazione di Windows in modo da ottimizzare la velocità dell'unità a stato solido, sopratutto per mantenerle integre per più tempo possibile. Il problema delle SSD è che, se usate male, degradano velocemente perdendo quella velocità iniziale. Mentre su Windows 7 c'è più lavoro da fare, Windows 10 offre numerose funzionalità che consentono agli SSD di funzionare al massimo delle loro potenzialità, ma non sempre sono configurazioni abilitate per impostazione predefinita.

Inoltre, rispetto qualche anno fa, sono cambiate le regole per tenere veloce l'SSD e farlo durare di più.

1) Aggiornare il firmware

Per assicurarsi le massime prestazioni dell'SSD è importante tenere aggiornato il suo firmware. Per farlo, bisogna scaricare ed installare il programma di gestione dell'unità, fornito dal produttore. Per esempio, per gli SSD Samsung, si può usare il programma Samsung Magician che oltre ad aggiornare il firmware include tutte le opzioni per ottimizzare l'SSD. Ogni produttore di SSD ha il proprio metodo per gli aggiornamenti del firmware SSD, quindi è necessario visitare i siti Web ufficiali dei produttori di SSD e seguire le relative guide da lì. Uno strumento utile per aiutarci èCrystalDiskInfo, che mostra informazioni approfondite sull'SSD, inclusa la versione del firmware.

2) Abilitare AHCI

AHCI sta per Advanced Host Controller Interface ed è una funzione fondamentale per garantire che Windows supporti tutte le funzionalità di un SSD sul computer. In particolare assicura che sia attiva la funzione TRIM, che consente a Windows di usare correttamente l'SSD nella procedura di cancellazione dati. Per abilitare AHCI, si dovrà intervenire dal BIOS, che è diverso per ogni computer. I programmi di gestione firmware come Samsung Magician permettono di attivare AHCI dalle opzioni.

3) Abilitare TRIM

Su qualsiasi tipo di dischi, hard disk o SSD, quando si eliminano dati, il sistema operativo in realtà non li cancella, elimina soltanto il loro riferimento preparando i settori ad essere sovrascritti nel caso vengano creati altri dati. Per questo motivo esistono quei programmi per la cancellazione sicura e completa dei file e per cancellare lo spazio libero che sovrascrivono i dati cancellati con roba senza senso in modo che nessuno possa recuperarli. Questo numero di dati non effettivamente cancellati è un fattore che degrada la durata degli SSD. Poiché lo spazio deve essere cancellato prima che possa essere sovrascritto di nuovo in una SSD, conviene abilitare il supporto TRIM che consente di scrivere nuovi file in modo più efficiente, pulendo lo spazio disponibile. TRIM è supportato da Windows 7, Mac ed anche da Ubuntu Linux. Per verificare se Trim è abilitato, seguire la seguente procedura: Andare su Start, digitare cmd nella casella di ricerca, e, prima di scrivere, premere insieme i tasti CTRL+Maiusc+Invio per avviare il prompt dei comandi con privilegi da amministratore. Scrivere poi il comando fsutil behavior query disabledeletenotify e premere Invio. Se la risposta è DisableDeleteNotify = 0, Trim è abilitato mentre se è 1, è disattivato. Per attivare Trim il comando è fsutil behavior set disablenotify 0

4) Verificare che il ripristino configurazione di sistema sia abilitato

Qualche anno fa, quando gli SSD erano meno durevoli e più delicati, le guide di informatica consigliavano di tenere disattivato il ripristino configurazione di sistema per garantire più longevità. Oggi questo è un consiglio sbagliato, quindi è meglio lasciare il ripristino attivato perchè importante a correggere errori del sistema improvvisi. In un altro articolo la guida attivare i punti di ripristino di sistema in Windows 10. In breve, per modificare il Ripristino configurazione di sistema, andare sul menu Avvio, cliccare col tasto destro su Computer > Proprietà > Impostazioni di sistema avanzate (a sinistra) > scheda Protezione sistema > selezionare il disco SSD > Premere su Configura e attivare il ripristino. Cliccare su OK per salvare le modifiche.

5) Deframmentare il disco SSD

L''utilità di deframmentazione serve a sistemare i file sul disco in modo ordinato e contiguo, mettendoli tutti vicini ed è fondamentale per gli hard disk. Un SSD non ha alcun bisogno di deframmentazione perchè può accedere a qualsiasi settore sul disco con la stessa velocità. In Windows 10, però, l'utilità di deframmentazione automatica utilizza un sistema diverso di ottimizzazione per le unità SSD ed è quindi consigliato di tenerlo attivato. L'ottimizzazione disco in Windows 10 non è altro che l'esecuzione del comando TRIM, quindi utile alla salute dell'unità. Per verificare che sia attivata, cercare la parola Deframmenta nel menu Start e, nella schermata che appare, controllare che per tutte le unità sia scritto OK. 6) Disattivare l'indicizzazione del disco Windows usa un servizio di indicizzazione per tracciare i file e permettere all'utente di cercarli più in fretta. Il problema è che l'indicizzazione aggiorna costantemente il proprio database ogni volta che si modificano file e queste operazioni di scrittura continue contribuiscono a diminuire la vita del SSD. Per disattivare il servizio di indicizzazione di Windows, bisogna aprire Computer (Questo PC in Windows 10) dal menu Start, cliccare col tasto destro sul disco SSD, entrare nelle Proprietà e, in basso, levare l'opzione di indicizzazione. cliccare su OK per salvare le modifiche.

6) Disabilitare le funzioni Prefetch e Superfetch

"Prefetch" e "Superfetch" sono due sistemi con cui Windows memorizza informazioni di programmi non in uso, ma che vengono usati spesso. Si può fare a meno di questa funzionalità anche se è necessario modificare due chiavi di registro. Bisogna quindi andare nell'editor delle chiavi di sistema e recarsi al percorso: HKEY_LOCAL_MACHINE\Current\ControlSet\Control\Session Manager\Memory Management\PrefetchParameters Qui i due valori "EnablePrefetcher" e "EnableSuperfetch" devono essere entrambi a zero. Comunque sia, in Windows 10 il Superfetch è già disattivato per le unità SSD.

7) Configurare la cache di scrittura

Su molti SSD, la cache di scrittura a livello utente può avere un effetto negativo sull'unità. Per capirlo, si può disabilitare l'opzione in Windows e vedere come si comporta l'unità dopo la modifica, se le prestazioni migliorano o peggiorano. Per farlo, premere col tasto destro del mouse su "Computer" nel menu Start, andare su "Proprietà", poi su "Gestione dispositivi". Qui trovare la sezione Unità disco, premere con il tasto destro del mouse sul nome dell'SSD, andare su Proprietà e infine alla scheda Criteri. Qui si può attivare o disattivare l'opzione "Attiva cache in scrittura sul dispositivo".

8) Impostare l'opzione di alimentazione "Alte prestazioni"

Questa configurazione è in grado di ottimizzare sia le unità SSD che gli hard disk e significa disattivare il risparmio energetico per le unità disco. per cambiare le opzioni di alimentazione, accedere al Pannello di controllo > Sistema e sicurezza, andare alle "opzioni risparmio energia" e impostare le Prestazioni elevate" che è utile anche per tenere le prestazioni del processore sempre al massimo. Nonostante queste raccomandazioni, non è che il disco SSD dura meno se si usa poco il computer, non avrebbe senso. Sono soltanto gli automatismi in background di Windows che, alla lunga, possono portare il disco solido ad essere più lento e meno efficiente nel tempo. Per finire, è molto utile usare i programmi per ottimizzare e gestire la SSD, in modo da controllare lo sato di salute e rendere automatiche le configurazioni viste sopra.
NVMe, cos'è e come funziona
Due parole sul funzionamento della tecnologia NVMe, ampiamente utilizzata nelle moderne unità SSD PCIe.
I supporti di memorizzazione sono stati per lungo tempo uno dei colli di bottiglia più rilevanti quando si parla di prestazioni.
Il passaggio dagli hard disk tradizionali agli SSD SATA e SAS ha mostrato i limiti di queste interfacce, così l’industria ha definito nuovi standard come NVMe (Non-Volatile Memory Express) per scambiare i dati molto più velocemente usando il bus PCI Express (PCIe) precedentemente usato solo per connettere le schede video alla motherboard.
La natura seriale del bus PCI Express, l’alta velocità e la bassa latenza hanno permesso di rendere questa interfaccia come il sostituto ideale per SATA e SAS.
La specifica NVMe è lo standard industriale per gli SSD basati su PCIe ed è nota per la sua latenza più bassa, gli elevati valori in termini di IOPS (input/output al secondo), un minore consumo energetico, un minore costo totale di proprietà (TCO, Total Cost of Ownership) e una migliore scalabilità rispetto alle obsolete interfacce SATA e SAS.
La specifiche NVMe sono mantenute dal consorzio NVM Express che ne detiene anche la proprietà: esso comprende decine di membri nei settori della tecnologia e del calcolo ad alte prestazioni tra cui IBM, Intel, NVidia, Microsoft, Micron e molti altri.
Sul sito ufficiale si possono trovare informazioni circa la versione più recente della specifica NVMe.
NVMe ha rivoluzionato il settore dello storage aumentando significativamente la velocità di accesso alle informazioni sugli SSD grazie al concetto di elaborazioni in parallelo.
La tecnologia NVMe viene oggi utilizzata in SSD contraddistinti da vari fattori di forma, in particolare M.2 e U.2.
Altri fattori di forma includono add-in card (AIC) e l’Enterprise & Data Center SSD Form Factor (EDSFF).
Un’unità SSD NVMe permette di utilizzare il bus PCIe per leggere e scrivere dati risultando molto più veloce rispetto ai dispositivi basati su interfacce di archiviazione più vecchie ma ancora ampiamente utilizzate come SATA e SAS.
Il fattore di forma M.2 è solitamente utilizzato dagli SSD NVMe montati internamente sfruttando lo slot presente sulla scheda madre; possono comunque anche essere installati utilizzando un controller RAID NVMe (che spesso supportando sia unità M.2 che U.2).
Come funziona NVMe
NVMe sfrutta la parallelizzazione delle operazioni e migliora la gestione della coda dei comandi da eseguire permettendo agli SSD moderni di elaborare molte più richieste di dati contemporaneamente.
I singoli compiti vengono suddivisi in attività più piccole che vengono svolte in parallelo.
Gli SSD NVMe possono supportare fino a 64.000 code e comandi mentre le controparti SATA e SAS gestiscono rispettivamente fino a 32 e 256 comandi in attesa all’interno di una singola coda. NVMe utilizza quindi meno cicli di CPU per gestire le richieste di dati rispetto a SATA e SAS assicurando allo stesso tempo un’elaborazione molto più efficiente.
Prestazioni delle unità NVMe
Un SSD SATA III sulla carta può raggiungere fino a 600 MB/s in lettura e scrittura anche se le prestazioni di solito non superano i 550 MB/s nel migliore dei casi.
Un SSD NVMe può raggiungere fino a 3.500 MB/s e 3.300 MBs in lettura e scrittura usando l’interfaccia PCIe 3.0.
Le unità PCIe 4.0 più recente possono arrivare a trasferire dati fino a 7.000 MB/s e 5.000 MB/s rispettivamente in lettura e scrittura a patto ovviamente di usare schede madri con chipset e processori compatibili.
Un SSD M.2 NVMe è fino all’800% più veloce di un hard disk SATA, fino al 240% più veloce di un SSD SATA e fino al 79% più veloce di quattro SSD SATA installati in configurazione RAID 0.
Citiamo l’esempio di un paio di SSD PCIe NVMe e SATA molto popolari: il Samsung 980 PRO PCIe 4.0 M.2 NVMe vanta una velocità di lettura sequenziale fino a 7.000 MB/s e in scrittura fino a 5.100 MB/s.
L’unità Samsung 860 PRO SATA III non può superare i 560 MB/s e i 530 MB/s rispettivamente in lettura e scrittura sequenziale.
La domanda in crescita e il miglioramento dei processi produttivi hanno permesso di ridurre rapidamente il prezzo degli SSD NVMe che sono però ancora generalmente più costosi degli SSD SATA e SAS.
Con il trascorrere del tempo, tuttavia, si dovrebbe raggiungere via via la parità di prezzo.
Sui sistemi basati su schede madri che supportano slot PCIe NVMe si dovrebbe sempre e comunque orientarsi sull’acquisto e sull’installazione di SSD NVMe.
In un altro articolo spieghiamo come verificare se il PC è compatibile PCIe NVMe.
In assenza di uno slot M.2 è possibile eventualmente valutare l’utilizzo di un adattatore PCIe M.2 inseribile su slot PCIe x4, x8 o x16 ove presenti sulla scheda madre.