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PCIe M.2 — pinagem da chave M

M.2 Key M é um conector Socket 3 de 75 posições destinado principalmente a módulos de armazenamento. Ele pode oferecer até quatro pistas PCIe para dispositivos NVMe ou uma conexão SATA, além de alimentação de 3,3 V e sinais de gerenciamento da plataforma.

Aviso de compatibilidade: A chave M define o formato do conector e a atribuição dos pinos, mas não garante a interface, a geração PCIe, o número de pistas nem o comprimento de módulo aceito pelo host. Consulte sempre a documentação do host e da unidade.


Visão geral do conector

PropriedadeValor
Família do conectorPCI Express M.2 / NGFF, Socket 3
Entalhe da chaveChave M, posições 59 a 66
Contatos75 posições; 67 contatos elétricos com o entalhe da chave M
Uso principalSSDs PCIe NVMe e SSDs SATA
Possíveis interfaces do hostPCIe x1, x2 ou x4; SATA
Alimentação principal3,3 V

Um soquete de chave M costuma ser usado para armazenamento NVMe, mas a chave, por si só, não garante suporte a NVMe ou SATA. Um módulo de chave B+M pode se encaixar mecanicamente, mas normalmente fica limitado às interfaces e às duas pistas PCIe disponíveis nesse módulo.


Diagrama de pinagem

Lado superior — pinos ímpares

Numeração dos contatos no lado superior de um módulo PCIe M.2 de chave M

Lado inferior — pinos pares

Numeração dos contatos no lado inferior de um módulo PCIe M.2 de chave M

Tabela de atribuição de pinos

Os nomes dos sinais seguem a perspectiva do host/plataforma: PET é transmitido pelo host ao módulo, enquanto PER é recebido pelo host a partir do módulo. Os nomes dos sinais SATA aparecem como funções alternativas da pista PCIe 0.

Legenda de cores: Alimentação · Terra · PCIe/SATA · Barramento de gerenciamento · Controle da plataforma

Lado superior

PinoSinalFunção
1 / 3GNDTerra
5 / 7PERn3 / PERp3Pista PCIe 3, par de recepção do host
9GNDTerra
11 / 13PETn3 / PETp3Pista PCIe 3, par de transmissão do host
15GNDTerra
17 / 19PERn2 / PERp2Pista PCIe 2, par de recepção do host
21GNDTerra
23 / 25PETn2 / PETp2Pista PCIe 2, par de transmissão do host
27GNDTerra
29 / 31PERn1 / PERp1Pista PCIe 1, par de recepção do host
33GNDTerra
35 / 37PETn1 / PETp1Pista PCIe 1, par de transmissão do host
39GNDTerra
41 / 43PERn0 / PERp0 ou SATA-B+ / SATA-B−Pista PCIe 0, par de recepção do host, ou par de recepção SATA do host
45GNDTerra
47 / 49PETn0 / PETp0 ou SATA-A− / SATA-A+Pista PCIe 0, par de transmissão do host, ou par de transmissão SATA do host
51GNDTerra
53 / 55REFCLKn / REFCLKpRelógio de referência diferencial PCIe
57GNDTerra
59–66—Entalhe mecânico da chave M; sem contatos
67Reservado / não conectarDeixe desconectado, salvo se a especificação aplicável definir sua função
69PEDETDetecção da interface do host: aterrado por um módulo SATA e deixado em aberto por um módulo PCIe
71 / 75GNDTerra
73GND ou VIO_CFGTerra na atribuição convencional; configuração opcional de E/S nas revisões compatíveis

Lado inferior

PinoSinalFunção
2 / 43.3 VAlimentação principal do módulo
6PWRDIS ou não conectadoControle opcional de desativação da alimentação; a disponibilidade depende da revisão da especificação
8PLN# ou não conectadoSinal opcional de notificação da plataforma
10DAS/DSS# / LED_1#Atividade do dispositivo, desativação do acionamento escalonado ou função de LED de atividade
12 / 14 / 16 / 183.3 VAlimentação principal do módulo
20Reservado / não conectarDeixe desconectado, salvo se a especificação aplicável definir sua função
22VIO 1.8 V ou não conectadoAlimentação opcional de E/S para gerenciamento
24 / 26 / 28Reservado / não conectarDeixe desconectado, salvo se a especificação aplicável definir sua função
30PLA_S3# ou não conectadoSinal opcional do estado de suspensão da plataforma
32Reservado / não conectarPode receber função de interface opcional em revisões mais recentes da especificação
34 / 36USB_D+ / USB_D− ou não conectadoPar de dados USB 2.0 opcional nas implementações compatíveis
38DEVSLPControle de suspensão do dispositivo SATA; pode ter outra atribuição em uma interface opcional
40SMB_CLKRelógio SMBus
42SMB_DATADados SMBus
44ALERT#Alerta do barramento de gerenciamento
46 / 48Reservado / não conectarDeixe desconectado, salvo se a especificação aplicável definir sua função
50PERST#Reset fundamental do PCIe
52CLKREQ#Solicitação do relógio de referência PCIe
54PEWAKE#Solicitação de ativação do PCIe
56 / 58Reservado / não conectarDeixe desconectado, salvo se a especificação aplicável definir sua função
59–66—Entalhe mecânico da chave M; sem contatos
68SUSCLKRelógio de suspensão opcional
70 / 72 / 743.3 VAlimentação principal do módulo

Grupos de sinais

GrupoPinosNotas
Alimentação e terra2, 4, 12, 14, 16, 18, 70, 72, 74 e todos os pinos GNDAlimentação principal de 3,3 V e retornos de terra
Pista PCIe 0 / SATA41, 43, 47, 49Pares diferenciais compartilhados; o host seleciona a operação PCIe ou SATA
Pistas PCIe 1–35, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 25, 29, 31, 35, 37Três pistas PCIe adicionais para um link x4
Relógio e controle PCIe50, 52–55Reset, solicitação de relógio, ativação e relógio de referência de 100 MHz
Barramento de gerenciamento40, 42, 44Relógio, dados e alerta do SMBus
Controle de armazenamento/plataforma6, 8, 10, 30, 38, 68, 69Desativação da alimentação, notificação, atividade, suspensão e detecção da interface

A pista PCIe 0 e SATA são funções alternativas dos mesmos contatos. Um módulo não pode usá-las ao mesmo tempo.


Especificações elétricas

InterfaceValor de projeto / exigência
Alimentação principal3,3 V nominais em todos os contatos de alimentação especificados
Pares PCIe85 Ω diferenciais nominais; instale capacitores de acoplamento CA em cada transmissor conforme exigido pelo PCIe
Relógio de referência PCIeRelógio diferencial de 100 MHz quando se usa a arquitetura de relógio comum
Pares SATA100 Ω diferenciais nominais
E/S de gerenciamento e controleO nível lógico depende do sinal e da revisão da especificação; verifique a compatibilidade com 1,8 V ou 3,3 V
Sinais ativos em nível baixoNomes terminados em # são ativados em nível baixo
Pinos reservados ou opcionaisNão conecte sem consultar a especificação M.2 atual e as fichas técnicas dos dois dispositivos

Mantenha cada par de alta velocidade curto, com impedância controlada e roteado sobre um plano de referência contínuo. Igualize o comprimento das duas trilhas de cada par e evite vias, trechos em derivação, aberturas no plano e mudanças de camada desnecessárias.


Orientação do conector

  • Os diagramas mostram a borda de contatos do módulo, não os terminais de solda do soquete.
  • O lado superior, dos componentes, contém os pinos ímpares; o lado inferior contém os pinos pares.
  • O pino 1 fica na extremidade oposta ao pino 75. O entalhe da chave M substitui as posições 59–66, perto do pino 75.
  • A disposição dos terminais do soquete pode parecer espelhada em relação ao módulo. Siga o footprint de PCB recomendado pelo fabricante do conector.

Configurações comuns de ligação

SSD PCIe x4 NVMe

  • Roteie as pistas PCIe 0 a 3, REFCLK, PERST#, CLKREQ# e PEWAKE# conforme os requisitos da plataforma.
  • Conecte todos os contatos especificados de 3,3 V e terra; dimensione a linha de alimentação para a corrente de pico e os limites térmicos da unidade.
  • Verifique a geração PCIe aceita pelo host, as regras de bifurcação e o suporte a inicialização.

SSD com chave PCIe x2 ou B+M

  • Roteie apenas os grupos de pistas implementados tanto pelo host quanto pelo módulo.
  • Uma placa de chave B+M pode se encaixar em um soquete de chave M, mas o encaixe mecânico não acrescenta pistas ausentes nem garante suporte a NVMe.

SSD SATA M.2

  • Use as funções alternativas SATA nos pinos 41, 43, 47 e 49.
  • Implemente PEDET e DEVSLP conforme os requisitos do host e da unidade.
  • Confirme que o soquete aceita SATA; muitos soquetes modernos de chave M oferecem apenas PCIe.

Erros comuns

  • Presumir que todo soquete de chave M aceite NVMe/PCIe e SATA.
  • Presumir que dimensões de placa M.2, como 2230, 2242, 2260 ou 2280, indiquem a interface elétrica.
  • Rotear as quatro pistas PCIe quando o host ou o módulo aceita apenas x1 ou x2.
  • Inverter PET e PER ao interpretar os nomes dos sinais pela perspectiva do módulo em vez da perspectiva do host.
  • Espelhar o footprint ou confundir a numeração dos contatos das faces superior e inferior.
  • Usar uma tensão lógica genérica para todos os sinais de gerenciamento e controle.
  • Conectar pinos reservados com base em uma implementação M.2 antiga ou não relacionada.
  • Ignorar a corrente de pico do SSD, o fluxo de ar ou a limitação térmica.

Conectores relacionados

ConectorUso típicoNota de compatibilidade
M.2 chave B / B+MSATA, WWAN, PCIe x1/x2Um módulo de armazenamento B+M pode se encaixar em um soquete de chave M, mas continua limitado por seus contatos e interfaces
M.2 chave A / A+EConectividade sem fioEntalhe e atribuição de pinos diferentes; incompatível com a chave M
U.2 / U.3Armazenamento NVMe empresarial por caboConector e alimentação diferentes; exige um adaptador adequado
Conector SATAArmazenamento SATA de 2,5 polegadasUsa o mesmo protocolo SATA quando compatível, mas tem alimentação e conector físico diferentes

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Especificações oficiais

A especificação PCI-SIG atual e as fichas técnicas do conector, host e módulo prevalecem sobre este resumo. As funções opcionais dos pinos evoluíram entre as revisões M.2.

FAQ

Todo SSD de chave M usa NVMe?

Não. A chave M pode transportar PCIe/NVMe ou SATA. O soquete e o módulo precisam aceitar a mesma interface.

Um SSD de chave B+M pode ser instalado em um soquete de chave M?

Em geral, ele se encaixa mecanicamente. O funcionamento ainda depende de uma interface compartilhada, e um módulo PCIe B+M normalmente oferece no máximo duas pistas PCIe.

A chave M sempre oferece PCIe x4?

Não. A pinagem permite quatro pistas, mas o host pode conectar menos pistas e o módulo pode usar menos.

A geração PCIe e a versão NVMe dependem da chave?

Não. A chave não indica a geração PCIe nem a revisão NVMe. Verifique as especificações do host e da unidade.

O conector permite conexão a quente?

Não presuma que sim. Desligue a plataforma antes de inserir ou remover um módulo, a menos que a documentação do equipamento permita explicitamente a conexão a quente.