随着计算机，尤其是笔记本电脑的不断发展，诸如存储驱动器等组件也需要相应缩小。 随着固态硬盘的推出，将它们放置在超薄笔记本等更薄的设计中变得更容易一些，但问题仍然是继续使用业界标准的SATA接口。 最后，mSATA接口设计用于创建一个仍然可以与SATA接口交互的瘦型卡。 现在的问题是，SATA 3.0标准限制了SSD的性能。 为了解决这些问题，需要开发一种新型的小型卡接口。 最初被称为NGFF（下一代外形规格），新的接口终于在标准的SATA 3.2版规格下被标准化为新的M.2驱动器接口。
更快的速度
虽然尺寸当然是开发新界面的一个因素，但驱动器的速度同样重要。 SATA 3.0规格将驱动器接口上SSD的实际带宽限制在600MB / s左右，这是许多驱动器现在已经达到的。 SATA 3.2规范为M.2接口引入了一种新的混合方法，就像使用SATA Express一样 。 实质上，一个新的M.2卡可以使用现有的SATA3.0规格，并限制在600MB / s，或者可以选择使用PCI-Express ，在当前的PCI-Express 3.0下提供1GB / s的带宽标准。 现在1GB / s的速度适用于单个PCI-Express通道。 可以使用多个通道，并且在M.2 SSD规范下，可以使用多达四条通道。 使用两条通道可提供2.0GB / s，而四条通道可提供最高4.0GB / s。 随着PCI-Express 4.0的最终发布，这些速度将会翻番。
现在并非所有系统都能达到这些速度。 计算机上的M.2驱动器和接口必须设置为相同的模式。 M.2接口旨在使用传统SATA模式或更新的PCI-Express模式，但驱动器将选择使用哪一种。 例如，使用SATA传统模式设计的M.2驱动器将被限制为600MB / s的速度。 现在，M.2驱动器可以与PCI-Express兼容多达4通道（x4），但计算机仅使用两条通道（x2）。 这会导致最高速度仅为2.0GB / s。 所以为了尽可能地提高速度，您需要检查驱动器和计算机或主板支持的内容。
更小和更大的尺寸
M.2驱动器设计的目标之一是减小存储设备的总体尺寸。 这可以通过几种不同的方式实现。 首先，他们确实使卡片比以前的mSATA格式要窄。 与mSATA的30mm相比，M.2卡的宽度仅为22mm。 与50毫米的mSATA相比，这些卡也可以缩短为30毫米长。 不同的是，M.2卡也支持更长的长度达110毫米，这意味着它实际上可以更大，这为芯片提供了更多的空间，从而提高了容量。
除了卡的长度和宽度外，还可以选择单面或双面M.2板。 为什么这两种不同的厚度？ 那么单面板提供了非常薄的外形，对于超薄笔记本电脑很有用。 另一方面，双面电路板允许在M.2板上安装两倍的芯片以获得更大的存储容量，这对于空间不太重要的紧凑型桌面应用非常有用。 问题是，除了卡的长度外，还需要了解计算机上的M.2连接器类型。 大多数笔记本电脑只使用单面连接器，这意味着他们不能使用双面M.2卡。
命令模式
十多年来，SATA为电脑即插即用提供了存储空间。 这是由于使用非常简单的接口，也是由于AHCI（高级主机控制器接口）命令结构。 这是计算机可以与存储设备交流指令的一种方式。 它集成到所有现代操作系统中，因此在添加新驱动器时不需要将任何其他驱动程序安装到操作系统中。 它工作的很好，但它是在硬盘驱动器时代发展起来的，由于驱动器磁头和磁盘的物理特性，处理指令的能力有限。 具有32个命令的单个命令队列就足够了。 问题是固态硬盘可以做更多，但受到AHCI驱动程序的限制。
为了帮助消除这一瓶颈并提高性能，开发了NVMe（非易失性内存快速）命令结构和驱动程序，以消除固态驱动器的这一问题。 它不是使用单个命令队列，而是每个队列最多提供65,536个命令队列，每个命令队列最多可包含65,536个命令。 这允许更多的并行处理存储读取和写入请求，这将有助于提升AHCI命令结构的性能。
虽然这很好，但有一点问题。 AHCI内置于所有现代操作系统，但NVMe不是。 为了充分发挥驱动器的潜力，驱动程序必须安装在现有操作系统之上才能使用这种新的命令模式。 对于较老的操作系统上的很多人来说，这是一个问题。 幸运的是，M.2驱动器规格允许使用两种模式中的任何一种。 这使得通过使用AHCI命令结构使现有计算机和技术更容易地采用新接口。 然后，随着对NVMe命令结构的支持得到改进，软件中可以使用与这种新命令模式相同的驱动器。 只需要警告，在两种模式之间切换将需要对驱动器进行重新格式化。
功耗改进
移动电脑的运行时间根据电池的大小以及各种组件的耗电量而有所限制。 固态硬盘可以显着降低存储组件的能耗，从而延长电池使用时间，但仍有改进空间。 由于M.2 SSD接口是SATA 3.2规格的一部分，因此它还包含除界面之外的其他一些功能。 这包括一个名为DevSleep的新功能。 随着越来越多的系统被设计成在关闭或关闭时进入睡眠模式，而不是完全关闭电源，因此当设备被唤醒时，电池上会持续吸取一些数据以保持快速恢复。 DevSleep通过创建一个新的低功耗状态来减少像M.2 SSD这样的设备所使用的电量。 这应该有助于延长处于睡眠状态的系统的运行时间，而不是在两次使用之间断电。
引导问题
M.2接口是计算机存储和提高计算机性能的强大补充。 尽管如此，早期实施还存在一些小问题。 为了从新界面获得最佳性能，计算机必须使用PCI-Express总线，否则，其运行方式与现有的任何SATA 3.0驱动器相同。 这看起来不是什么大问题，但实际上这是使用该功能的许多主板的问题。 当SSD驱动器用作根驱动器或引导驱动器时，SSD驱动器可提供最佳体验。 问题是现有的Windows软件在从PCI-Express总线引导而不是从SATA引导的许多驱动器中存在问题。 这意味着在快速安装使用PCI-Express的M.2驱动器时，不会成为安装操作系统或程序的主驱动器。 结果是一个快速的数据驱动器，但不是启动驱动器。
并非所有的计算机和操作系统都有这个问题。 例如，Apple已经开发OS X以使用PCI-Express总线作为根分区。 这是因为在M.2规格定稿之前，苹果公司在2013年的MacBook Air中将其SSD固态硬盘转换为PCI-Express。 如果运行的硬件也可以，Microsoft已更新Windows 10以完全支持新的PCI-Express和NVMe驱动器。 如果支持硬件并安装了外部驱动程序，旧版本的Windows可能会启用。
如何使用M.2可以删除其他功能
另一个值得关注的问题特别是台式机主板涉及到M.2接口如何连接到系统的其他部分。 您看到处理器与计算机其余部分之间的PCI-Express通道数量有限。 为了使用兼容PCI-Express的M.2卡插槽，主板制造商必须将这些PCI-Express通道远离系统上的其他组件。 这些PCI-Express通道如何在板上的器件之间分配是一个主要问题。 例如，一些制造商使用SATA端口共享PCI-Express通道。 因此，使用M.2驱动器插槽可能会带走多达四个SATA插槽。 在其他情况下。 M.2可能会与其他PCI-Express扩展插槽共享这些通道。 请务必检查主板是如何设计的，以确保使用M.2不会干扰其他SATA 硬盘驱动器 ， DVD或蓝光驱动器或其他扩展卡的潜在使用。