ElectroDesignForgeElectroDesignForge

Wyprowadzenia PCIe M.2 — Key M

M.2 Key M to 75-pozycyjne złącze Socket 3 przeznaczone głównie do modułów pamięci masowej. Udostępnia do czterech linii PCIe dla urządzeń NVMe albo jedno połączenie SATA, a także zasilanie 3.3 V i sygnały zarządzania platformą.

Uwaga o zgodności: Key M określa kształt złącza i przypisanie styków, ale nie interfejs, generację PCIe, liczbę linii ani długość modułu faktycznie obsługiwane przez hosta. Zawsze sprawdzaj dokumentację zarówno hosta, jak i dysku.


Przegląd złącza

WłaściwośćWartość
Rodzina złączyPCI Express M.2 / NGFF, Socket 3
Wycięcie kluczaKey M, pozycje 59 do 66
Styki75 pozycji; 67 styków elektrycznych po uwzględnieniu wycięcia Key M
Główne zastosowanieDyski SSD NVMe PCIe i SATA
Możliwe interfejsy hostaPCIe x1, x2 lub x4; SATA
Główne zasilanie3.3 V

Gniazdo Key M często służy do podłączania dysków NVMe, ale samo wycięcie nie gwarantuje obsługi NVMe ani SATA. Moduł z wycięciami B+M może pasować mechanicznie, lecz zwykle ograniczają go własne interfejsy i dwie dostępne linie PCIe.


Schemat wyprowadzeń

Strona górna — styki nieparzyste

Numeracja styków górnej strony karty PCIe M.2 Key M

Strona dolna — styki parzyste

Numeracja styków dolnej strony karty PCIe M.2 Key M

Tabela przypisania styków

Nazwy sygnałów podano z perspektywy hosta lub platformy: PET to sygnał wysyłany przez host do modułu, a PER odbierany przez host z modułu. Nazwy SATA pokazano jako funkcje alternatywne linii PCIe 0.

Legenda kolorów: Zasilanie · Masa · PCIe / SATA · Magistrala zarządzania · Sterowanie platformą

Strona górna

StykSygnałFunkcja
1 / 3GNDMasa
5 / 7PERn3 / PERp3Linia PCIe 3, para odbierana przez hosta
9GNDMasa
11 / 13PETn3 / PETp3Linia PCIe 3, para nadawana przez hosta
15GNDMasa
17 / 19PERn2 / PERp2Linia PCIe 2, para odbierana przez hosta
21GNDMasa
23 / 25PETn2 / PETp2Linia PCIe 2, para nadawana przez hosta
27GNDMasa
29 / 31PERn1 / PERp1Linia PCIe 1, para odbierana przez hosta
33GNDMasa
35 / 37PETn1 / PETp1Linia PCIe 1, para nadawana przez hosta
39GNDMasa
41 / 43PERn0 / PERp0 lub SATA-B+ / SATA-B−Para odbiorcza hosta dla linii PCIe 0 albo SATA
45GNDMasa
47 / 49PETn0 / PETp0 lub SATA-A− / SATA-A+Para nadawcza hosta dla linii PCIe 0 albo SATA
51GNDMasa
53 / 55REFCLKn / REFCLKpRóżnicowy zegar odniesienia PCIe
57GNDMasa
59–66—Wycięcie mechaniczne Key M; brak styków
67Zarezerwowany / niepodłączonyPozostaw niepodłączony, o ile właściwa specyfikacja nie określa funkcji
69PEDETWykrywanie interfejsu przez hosta: moduł SATA zwiera do masy, a moduł PCIe pozostawia otwarty
71 / 75GNDMasa
73GND lub VIO_CFGMasa w klasycznym przypisaniu; opcjonalna konfiguracja napięcia I/O w obsługiwanych wersjach specyfikacji

Strona dolna

StykSygnałFunkcja
2 / 43.3 VGłówne zasilanie modułu
6PWRDIS lub niepodłączonyOpcjonalne wyłączenie zasilania; dostępność zależy od wersji specyfikacji
8PLN# lub niepodłączonyOpcjonalny sygnał powiadomienia platformy
10DAS/DSS# / LED_1#Aktywność urządzenia, wyłączenie opóźnionego rozruchu albo sterowanie diodą aktywności
12 / 14 / 16 / 183.3 VGłówne zasilanie modułu
20Zarezerwowany / niepodłączonyPozostaw niepodłączony, o ile właściwa specyfikacja nie określa funkcji
22VIO 1.8 V lub niepodłączonyOpcjonalne zasilanie sygnałów zarządzania I/O
24 / 26 / 28Zarezerwowane / niepodłączonePozostaw niepodłączone, o ile właściwa specyfikacja nie określa funkcji
30PLA_S3# lub niepodłączonyOpcjonalny sygnał stanu uśpienia platformy
32Zarezerwowany / niepodłączonyW nowszych specyfikacjach może mieć funkcję opcjonalnego interfejsu
34 / 36USB_D+ / USB_D− lub niepodłączoneOpcjonalna para danych USB 2.0 w obsługiwanych implementacjach
38DEVSLPSterowanie uśpieniem urządzenia SATA; może mieć inną funkcję opcjonalnego interfejsu
40SMB_CLKZegar SMBus
42SMB_DATADane SMBus
44ALERT#Sygnał alarmowy magistrali zarządzania
46 / 48Zarezerwowane / niepodłączonePozostaw niepodłączone, o ile właściwa specyfikacja nie określa funkcji
50PERST#Podstawowy reset PCIe
52CLKREQ#Żądanie zegara odniesienia PCIe
54PEWAKE#Żądanie wybudzenia PCIe
56 / 58Zarezerwowane / niepodłączonePozostaw niepodłączone, o ile właściwa specyfikacja nie określa funkcji
59–66—Wycięcie mechaniczne Key M; brak styków
68SUSCLKOpcjonalny zegar stanu uśpienia
70 / 72 / 743.3 VGłówne zasilanie modułu

Grupy sygnałów

GrupaStykiUwagi
Zasilanie i masa2, 4, 12, 14, 16, 18, 70, 72, 74 oraz wszystkie styki GNDGłówne zasilanie 3.3 V i drogi powrotne przez masę
Linia PCIe 0 / SATA41, 43, 47, 49Wspólne pary różnicowe; host wybiera działanie PCIe lub SATA
Linie PCIe 1–35, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 25, 29, 31, 35, 37Trzy dodatkowe linie PCIe dla połączenia x4
Zegar i sterowanie PCIe50, 52–55Reset, żądanie zegara, wybudzenie i zegar odniesienia 100 MHz
Magistrala zarządzania40, 42, 44Zegar, dane i sygnał alarmowy SMBus
Sterowanie pamięcią masową / platformą6, 8, 10, 30, 38, 68, 69Opcjonalne sygnały zasilania, powiadomienia, aktywności, uśpienia i wykrywania interfejsu

Linia PCIe 0 i SATA są funkcjami alternatywnymi tych samych styków. Jeden moduł nie może używać ich jednocześnie.


Parametry elektryczne

InterfejsWartość projektowa / wymaganie
Główne zasilanieNominalne 3.3 V na wszystkich wskazanych stykach zasilania
Pary PCIeNominalnie 85 Ω różnicowo; zastosuj kondensatory sprzęgające AC przy każdym nadajniku zgodnie z wymaganiami PCIe
Zegar odniesienia PCIeZegar różnicowy 100 MHz, jeśli używana jest architektura wspólnego zegara
Pary SATANominalnie 100 Ω różnicowo
Wejścia/wyjścia zarządzania i sterowaniaPoziom logiczny zależy od sygnału i wersji specyfikacji; sprawdź zgodność 1.8 V / 3.3 V
Sygnały aktywne stanem niskimNazwy zakończone znakiem # oznaczają aktywność przy niskim poziomie
Styki zarezerwowane / opcjonalneNie podłączaj ich bez sprawdzenia aktualnej specyfikacji M.2 oraz kart katalogowych obu urządzeń

Prowadź każdą szybką parę możliwie krótko, z kontrolowaną impedancją i nad ciągłą płaszczyzną odniesienia. Dopasuj obie ścieżki w parze; unikaj przelotek, nieużywanych odcinków linii, szczelin w płaszczyźnie i zbędnych zmian warstw.


Orientacja złącza

  • Schematy przedstawiają krawędź stykową modułu, a nie pola lutownicze gniazda.
  • Strona górna z elementami ma styki o numerach nieparzystych; strona dolna ma styki o numerach parzystych.
  • Styk 1 leży po przeciwnej stronie niż styk 75. Wycięcie Key M zastępuje pozycje 59–66, blisko styku 75.
  • Footprint gniazda może wyglądać jak lustrzane odbicie modułu. Stosuj zalecany footprint PCB producenta złącza.

Typowe konfiguracje połączeń

Dysk SSD NVMe PCIe x4

  • Poprowadź linie od 0 do 3 oraz REFCLK, PERST#, CLKREQ# i PEWAKE# zgodnie z wymaganiami platformy.
  • Podłącz wszystkie wskazane styki zasilania 3.3 V i masy; dobierz linię zasilania do prądu szczytowego i ograniczeń cieplnych dysku.
  • Sprawdź obsługiwaną przez hosta generację PCIe, zasady podziału linii i możliwość rozruchu z dysku.

Dysk SSD PCIe x2 lub z kluczami B+M

  • Poprowadź tylko te grupy linii, które obsługują zarówno host, jak i moduł.
  • Moduł z wycięciami B+M może pasować do gniazda Key M, ale zgodność mechaniczna nie dodaje brakujących linii ani nie gwarantuje obsługi NVMe.

Dysk SSD SATA M.2

  • Użyj alternatywnych funkcji SATA na stykach 41, 43, 47 i 49.
  • Zastosuj PEDET i DEVSLP zgodnie z wymaganiami hosta i dysku.
  • Potwierdź obsługę SATA przez gniazdo; wiele współczesnych gniazd Key M obsługuje tylko PCIe.

Częste błędy

  • Zakładanie, że każde gniazdo Key M obsługuje zarówno NVMe/PCIe, jak i SATA.
  • Uznawanie wymiarów karty M.2, takich jak 2230, 2242, 2260 lub 2280, za opis interfejsu elektrycznego.
  • Prowadzenie wszystkich czterech linii PCIe, gdy host lub moduł obsługuje jedynie x1 albo x2.
  • Zamiana PET z PER wskutek odczytania nazw sygnałów z perspektywy modułu zamiast hosta.
  • Lustrzane odbicie footprintu lub pomylenie numeracji styków górnej i dolnej strony.
  • Przyjęcie jednego napięcia logicznego dla wszystkich sygnałów zarządzania i sterowania.
  • Podłączanie styków zarezerwowanych według starszej lub niezwiązanej implementacji M.2.
  • Pomijanie prądu szczytowego SSD, przepływu powietrza lub ograniczania wydajności z powodu temperatury.

Powiązane złącza

ZłączeTypowe zastosowanieUwaga o zgodności
M.2 Key B / B+MSATA, WWAN, PCIe x1/x2Moduł pamięci masowej B+M może pasować do gniazda Key M, ale nadal ograniczają go własne styki i interfejsy
M.2 Key A / A+EŁączność bezprzewodowaInne wycięcie i przypisanie styków; brak zgodności z Key M
U.2 / U.3Serwerowe dyski NVMe podłączane przewodemInne złącze i sposób zasilania; potrzebny odpowiedni adapter
Złącze SATADysk SATA 2.5 calaTen sam protokół SATA, jeśli jest obsługiwany, ale inne zasilanie i złącze fizyczne

Wszystkie strony wyprowadzeń PCIe M.2

Przewodnik zgodności · Key A · Key A+E · Key B · Key B+A · Key B+E · Key B+M · Key E · Key M


Oficjalne specyfikacje

Aktualna specyfikacja PCI-SIG oraz karty katalogowe złącza, hosta i modułu mają pierwszeństwo przed tym podsumowaniem. Funkcje styków opcjonalnych zmieniały się w kolejnych wersjach M.2.

Często zadawane pytania

Czy każdy dysk SSD Key M korzysta z NVMe?

Nie. Key M może przenosić PCIe/NVMe albo SATA. Gniazdo i moduł muszą obsługiwać ten sam interfejs.

Czy dysk SSD z kluczami B+M można włożyć do gniazda Key M?

Zwykle pasuje mechanicznie. Działanie nadal wymaga wspólnego interfejsu, a moduł PCIe B+M zwykle udostępnia najwyżej dwie linie PCIe.

Czy Key M zawsze udostępnia PCIe x4?

Nie. Przypisanie styków dopuszcza cztery linie, ale host może podłączyć mniej, a moduł może wykorzystać mniej.

Czy generacja PCIe i wersja NVMe zależą od klucza?

Nie. Klucz nie określa generacji PCIe ani wersji NVMe. Sprawdź specyfikacje hosta i dysku.

Czy moduł można podłączać podczas pracy?

Nie zakładaj tego. Przed włożeniem lub wyjęciem modułu wyłącz platformę, chyba że dokumentacja urządzenia wyraźnie dopuszcza wymianę podczas pracy.