SSD M.2 NVMe y SATA: Características y Diferencias

SSD M.2 NVMe y SATA: Características y Diferencias

por Juan Antonio Soto ...

El puerto M.2

Los sistemas de almacenamiento para equipos de escritorio y portátiles han cambiado mucho en los últimos años. Antiguamente se usaban unidades grandes, ruidosas y lentas que iban aumentando su capacidad con el paso del tiempo. Actualmente disponemos de unidades mucho más pequeñas con diferentes tipos de bus para alcanzar velocidades increíbles que dominan el mercado actual de PCs portátiles y de sobremesa, los SSD M.2. En esta guía os vamos a enseñar las características y diferencias de las unidades SSD M.2 SATA y NVMe.

Comenzaremos contando que es el M.2. El M.2 o anteriormente llamado NGFF (de Next Gen Form Factor) es un tipo de conexión para tarjetas de expansión que se incluye en los PCs de sobremesa o portátiles más recientes. Las tarjetas M.2 pueden ser de diferentes tamaños. Generalmente las tarjetas más pequeñas son las de expansión, como tarjetas Wi-Fi, mientras que los discos SSD M.2 suele haber de diferentes tamaños según necesidades.

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Este conector M.2 puede usar la interfaz PCI Express (NVMe) compatible hasta la última versión según el modelo de PC, la interfaz SATA 3.0 o incluso USB 3.0. El conector M.2 puede ser compatible con alguna de estas interfaces o incluso de las 3, eso depende del fabricante y del tipo de compatibilidad que presente el equipo. Esto es porque el estándar M.2 es compatible con NVM Express y con AHCI que dan lugar a estas interfaces PCI Express o SATA.

El conector M.2, ya use interfaz PCI Express o SATA, es compatible con generaciones anteriores. Así un disco SSD M.2 PCI Express 4.0 podrá instalarse en un conector M.2 con bus PCI Express 3.0 y su velocidad será limitada a la máxima del bus. También se podrá conectar un disco SSD M.2 PCI Express 3.0 en una ranura M.2 PCI Express 4.0, en este caso el límite de velocidad lo pone la unidad.

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Aunque generalmente asociamos el puerto M.2 a los discos SSD, también se puede utilizar para insertar tarjetas de expansión. Las más comunes que nos encontramos son las tarjetas de red Wi-Fi. Comúnmente este tipo de conector se usa en los portátiles para estas tarjetas de red inalámbricas, pero cada vez se ven más en los ordenadores de escritorio. Las placas base integran un conector M.2 NVMe extra para una tarjeta de menor tamaño que suele utilizarse para las tarjetas de red inalámbricas.

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Veamos en detalle las características de cada tipo de conexión disponible en M.2.

Conectividad NVMe

Las unidades M.2 NVMe (de Non-Volatile Memory Express) son el tipo de memoria más rápida disponible actualmente para los ordenadores domésticos de escritorio y portátiles. Está asociada al bus PCI Express y es un tipo de memoria, como su propio nombre indica, no volátil. Esto es que podemos almacenar datos y no se borrarán, aunque dejen de recibir corriente.

Con el NVMe se reduce la sobrecarga de E/S respecto a unidades más antiguas como la M.2 SATA. Gracias a esta especificación se pueden aprovechar las virtudes que nos presentan las nuevas unidades de almacenamiento compuestas principalmente por chips de memoria.

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Estas unidades son, generalmente, tarjetas que usan el bus PCI Express. Las hay de varios tamaños que se componen de longitud y anchura específicos, aunque hay uno que se usa como tamaño estándar, 2280 el 22 corresponde al ancho y 80 a la longitud. El resto de los tamaños, que suelen ser más pequeños, se usan en dispositivos específicos y con un tamaño más contenido como puede ser la Steam Deck. Os dejamos una tabla con las diferentes especificaciones y velocidades en MB/s y GB/s, pero no te líes, usa nuestra guía para saber las equivalencias entre las unidades de almacenamiento.

Versión NVMe PCI Express Velocidad 4x Velocidad 2x Velocidad 1x
1.1 1.0/1.1 1 GB/s 500 MB/s 250 MB/s
1.2 2.0/2.1 2 GB/s 1 GB/s 500 MB/s
1.3 3.0 3,94 GB/s 1,97 GB/s 985 MB/s
1.4 4.0 7,88 GB/s 3,94 GB/s 1,97 GB/s
2.0 5.0 15,76 GB/s 7,88 GB/s 3,94 GB/s

El NVMe dispone de su propia especificación, comenzando en la 1.0 en enero de 2013 y la última disponible a fecha de esta guía es la 2.0a de julio de 2021. Cada revisión se actualiza para ofrecer las mejoras existentes en tecnología y adaptarse a las nuevas unidades disponibles y así poder aprovechar todo su potencial. El NVMe también está ligado al bus PCI Express disponible alcanzando mayores velocidades cuando la especificación sea más reciente.

El NVMe 1.3 con bus PCI Express 3.0 puede alcanzar hasta 3500 MB/s, sin embargo, el siguiente NVMe 1.4 con bus PCI Express 4.0 llega hasta los 7000 MB/s o puede alcanzar 3500 MB/s usando la mitad de las líneas disponibles de PCI Express. Esto también depende de las líneas disponibles en la unidad, hay unidades x1 x2 y x4. Las unidades x2 disponen de dos líneas que con un bus PCI Express 3.0 sería un máximo de 1970 MB/s mientras que x4 el máximo sería de 3940 MB/s, un total de 985 MB/s por cada línea.

Conectividad SATA

Las unidades M.2 con conectividad SATA (de Serial ATA) son unidades más antiguas. Este fue el primer bus que se asoció a este tipo de unidades M.2 para comenzar a sustituir a los discos SSD de 2,5 pulgadas. La interfaz SATA comenzó en el año 2001 y ha ido evolucionando de igual manera para adaptarse a las nuevas tecnologías hasta llegar al actual y más moderno bus SATA III, también llamado SATA 6 por la cantidad de GB/s que puede mover.

Así hay 3 tipos de velocidades que dan nombre a este tipo de bus, SATA 1,5 Gb/s, SATA 3 Gb/s y SATA 6 Gb/s.

SATA Velocidad Máxima Ancho de Banda
SATA I 150 MB/s 1,5 Gb/s
SATA II 300 MB/s 3 Gb/s
SATA III 600 MB/s 6 Gb/s

Las unidades M.2 SATA admiten un máximo de 600 MB/s teóricos tanto en lectura como en escritura, aunque en la realidad difícilmente pasan los 560 MB/s, al principio eran una solución ideal para equipos donde no es posible (o es complicado) meter una unidad con factor de forma de 2,5 pulgadas. Una tarjeta M.2 con bus SATA era la solución ideal, una tarjeta pequeña con posibilidad de introducir gran cantidad de almacenamiento sin ocupar espacio extra, ya que incluso va directa a la placa base.

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Pero el estándar SATA estaba construido para aprovechar las bondades de las unidades de disco mecánicas y no tenía mucho futuro en cuanto a almacenamiento flash. Las unidades M.2 SATA se usaron al principio, pero pronto fueron sustituidas por las primeras NVMe que hacían uso del bus PCI Express mucho más rápido.

Es por esto por lo que las unidades M.2 comenzaron a abaratar su coste y es más económico encontrar unidades M.2 SATA que PCI Express teniendo la misma capacidad de almacenamiento. También hay que tener en cuenta que es una tecnología más antigua y las unidades M.2 SATA son más lentas que las M.2 NVMe. Aunque hoy en día están en desuso para nuevos equipos y es más rentable utilizar una unidad NVMe con estándar más antiguo y más barata.

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SSD M.2 NVMe vs SATA: ¿Cuál es mejor?

Las unidades M.2 SATA se han quedado antiguas y ya todo es compatible con NVMe. Actualmente no se venden dispositivos que únicamente dispongan de conector M.2 con conexión SATA, el PCI Express se ha estandarizado y está incluido en todas las placas tanto para conectar tarjetas en formato estándar (como las tarjetas gráficas) o en formato M.2, donde también podrás conectar una M.2 SATA.

Si dispones de un PC o portátil algo más antiguo y quieres darle una nueva vida si estás usando una unidad de disco mecánica, puedes comprobar si dispone de una ranura M.2 para conectar dispositivos SATA. Al añadir una unidad M.2 SATA obtendrás mayor velocidad que tu disco duro actual que puede alcanzar los 160 Mb/s frente los 550 MB/s que ofrece una unidad SATA 6 Gb/s en formato M.2.

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Además, puedes aprovechar para dejar tu disco duro actual como unidad de almacenamiento. De esta forma podrás sumar el espacio que ya tenías en tu disco duro actual al de la nueva unidad M.2 SATA añadida. Por cuestiones de velocidad es recomendable instalar Windows y arrancarlo desde la unidad más rápida, en este caso tendrás que migrar o clonar tu instalación actual al nuevo disco M.2 SATA.

También puedes intentar economizar e instalar una unidad M.2 SATA, aunque tengas disponible la opción de usar M.2 NVMe. De todas formas, actualmente también puedes encontrar unidades M.2 NVMe más económicas si usas una o dos generaciones anteriores. Recuerda que la unidad NVMe más lenta es el doble de rápida que una unidad M.2 SATA. Así que no es rentable instalar una unidad M.2 SATA frente a una M.2 NVMe, en precio andan igual o incluso puedes encontrar la M.2 NVMe más barata y son todo ventajas.

Tipo de Bus Velocidad Máxima
SATA I 150 MB/s
SATA II 300 MB/s
SATA III 600 MB/s
NVMe 1.0/1.1 1 GB/s
NVMe 1.2 2 GB/s
NVMe 1.3 3,94 GB/s
NVMe 1.4 7,88 GB/s
NVMe 2.0 15,76 GB/s

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Si por el contario buscas rapidez y rendimiento, con la unidad M.2 NVMe es lo que obtendrás. Cuanto mayor sea la especificación, mejor resultado te ofrecerá, pero esto ya depende de la limitación de tu hardware. No es posible utilizar un SSD M.2 PCI Express 5.0 si tu placa es PCI Express 4.0 (en realidad sí, pero funcionará a la velocidad del 4.0) y además la unidad con el bus más reciente siempre será más cara.

En este caso lo ideal es buscar una unidad M.2 SSD acorde a tu hardware. Si dispones de un bus PCI Express 3.0, es mejor poner una unidad M.2 SSD NVMe con bus PCI Express 3.0 (la NVMe 1.3) y asegurarte que ofrece el máximo de velocidad ya que, como hemos comentado anteriormente, puede ser x1, x2 o x4 y variar la velocidad siendo el mismo bus.

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También puedes usar una unidad M.2 NVMe más rápida para el disco principal donde tengas el sistema operativo y los programas y usar una más lenta (y barata) para el almacenamiento extra. Con una unidad de menor capacidad tienes para Windows y los principales programas, la unidad de almacenamiento puede ser de mayor tamaño y menor velocidad, con el consecuente ahorro económico sin afectar al rendimiento.

En resumen, las unidades M.2 SATA son recomendables únicamente si tu equipo es algo más antiguo y no admite una unidad M.2 NVMe. Estas son más rápidas y están tan extendidas que, las generaciones anteriores, están incluso más económicas que las M.2 SATA. Si deseas tener la mayor velocidad y rendimiento deberás optar por una NVMe con el bus PCI Express más reciente, de esta manera te asegurarás tener la mayor velocidad de lectura y escritura que dará ventaja en los juegos y el manejo de tu PC.

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Redactor del Artículo: Juan Antonio Soto

Juan Antonio Soto

Soy Ingeniero Informático y mi especialidad es la automatización y la robótica. Mi pasión por el hardware comenzó a los 14 años cuando destripé mi primer ordenador: un 386 DX 40 con 4MB de RAM y 210MB de disco duro. Sigo dando rienda suelta a mi pasión en los artículos técnicos que redacto en Geeknetic. Dedico la mayor parte de mi tiempo libre a los videojuegos, contemporáneos y retro, en las más de 20 consolas que tengo, además del PC.