Le facteur de forme M.2 est une norme industrielle définie par le PCI-SIG et la SATA-IO, conçue pour offrir une plateforme modulaire et compacte destinée à l’intégration de modules de stockage, de communication ou d’autres périphériques dans les systèmes informatiques modernes. Initialement introduit pour remplacer le format mSATA, le M.2 maximise la densité de composants sur le PCB tout en minimisant l’encombrement, ce qui le rend particulièrement adapté aux ordinateurs portables, ultrabooks, serveurs compacts et systèmes embarqués.

Caractéristiques physiques et mécaniques

• Dimensions : Les modules M.2 existent dans plusieurs largeurs (12, 16, 22, 30 mm) et longueurs (16, 26, 30, 38, 42, 60, 80, 110 mm), la largeur 22 mm étant la plus courante pour les SSD. La convention de nommage (ex : 2280) indique 22 mm de large et 80 mm de long.

• Fixation : Chaque module dispose d’un ou plusieurs trous de fixation selon la longueur, permettant une intégration fiable sur la carte mère.

• Connecteur : Le connecteur M.2 comprend 75 positions (67 contacts électriques), avec différentes clés (A, B, M, E, B+M) qui conditionnent les interfaces supportées et la compatibilité mécanique/électrique.

Interfaces et protocoles supportés

• SATA : Permet l’utilisation de modules M.2 comme SSD SATA, avec des débits plafonnés à 6 Gbps.

• PCI Express : Supporte jusqu’à 4 lignes PCIe (PCIe x4), permettant des débits très élevés (jusqu’à 8 Go/s en PCIe 4.0 x4). Les modules exploitent le protocole NVMe pour maximiser la bande passante et réduire la latence.

• Autres interfaces : Selon la clé, le M.2 peut également transporter des signaux USB 2.0/3.0, I2C, DisplayPort, UART, SDIO, PCM, etc., ce qui permet l’intégration de modules Wi-Fi, Bluetooth, LTE/WWAN, ou d’autres périphériques spécialisés.

Aspects électriques et négociation

• Alimentation : Les modules M.2 sont généralement alimentés en 3,3 V, avec parfois un rail 1,8 V pour certains périphériques spécifiques5.

• Négociation de lignes PCIe : Le nombre de lignes PCIe actives dépend de la clé et de la carte mère ; la négociation automatique permet d’adapter la bande passante disponible à la capacité du module et du slot.

Intégration et compatibilité

• Compatibilité mécanique : Les slots M.2 sur la carte mère sont généralement de 22 mm de large et peuvent accepter différentes longueurs (jusqu’à 110 mm).

• Compatibilité électrique : Il est impératif de vérifier la compatibilité de la clé (B, M, B+M, etc.) et de l’interface (SATA, PCIe, USB…) entre le module et la carte mère pour garantir le fonctionnement optimal.

• Flexibilité : La plateforme M.2 permet d’intégrer des modules de stockage, de communication ou d’extension, offrant ainsi une grande souplesse de configuration pour les OEM et intégrateurs système.

Applications

Le M.2 est utilisé pour :

• SSD SATA ou NVMe hautes performances

• Cartes Wi-Fi/Bluetooth/LTE

• Modules d’extension divers (ex : accélérateurs IA, modules de sécurité, etc.)

Résumé technique :
Le facteur de forme M.2 est une plateforme modulaire et évolutive, supportant de multiples interfaces (SATA, PCIe, USB, etc.), différentes clés de brochage, et une large gamme de tailles physiques. Il permet l’intégration de modules haute densité et hautes performances dans des systèmes compacts, tout en imposant une vérification rigoureuse de la compatibilité mécanique et électrique lors de la conception matérielle.