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Server-SSD-Formfaktor Was sind NF1, M.3 und NGSFF?

Von Rainer Graefen 2 min Lesedauer

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FAST LTA GmbH

NF1, M.3 und NGSFF sind Bezeichnungen für einen Formfaktor für steckbare Server-SSDs. Mit dem Formfaktor lassen sich im Vergleich zu M.2-SSDs, wie sie üblicherweise in PCs oder Notebooks verwendet werden, deutlich höhere Speicherdichten pro Höheneinheit erzielen. NGSFF-SSDs unterstützen schnelle PCIe/NVMe-Schnittstellen und lassen sich typischerweise im laufenden Betrieb austauschen.

Der New Form Factor 1 wurde für die Ansprüche moderner Server und Speichersysteme entwickelt.(Bild: KI-generiert)
Der New Form Factor 1 wurde für die Ansprüche moderner Server und Speichersysteme entwickelt.
(Bild: KI-generiert)

Die Begriffe NF1 (New Form Factor 1), M.3 und NGSFF (Next Generation Small Form Factor) bezeichnen alle den gleichen Formfaktor. Er wurde maßgeblich von Samsung entwickelt, um den steigenden Anforderungen moderner Server, Speichersysteme und Rechenzentren gerecht zu werden, und war als Enterprise-Alternative zu M.2 gedacht. Samsung hat den Formfaktor im Jahr 2017 mit dem Ziel eingeführt, die Speicherdichte in 19-Zoll-Rack-Servern pro Höheneinheit deutlich zu erhöhen.

Im Vergleich zum Anschlussformfaktor M.2, der üblicherweise für den Anschluss von SSDs in PCs oder Notebooks zum Einsatz kommt, ist M.3 circa 50 Prozent breiter und erlaubt es, zwei Reihen Speicherchips auf den streifenförmigen SSDs unterzubringen. Es passen mehrere Dutzend SSDs in einen 1U-Server (1U entspricht einer Höheneinheit), der dadurch Gesamtspeicherkapazitäten von mehreren hundert Terabyte erreichen kann. Die Kühlungseffizienz und die Wartung des Servers profitieren ebenfalls vom NGSFF-Formfaktor. NGSFF-SSDs unterstützen in geeigneten Serverplattformen typischerweise Hot-Swap.

NF1, M.3 und NGSFF konnten sich am Markt aber kaum durchsetzen. Mittlerweile hat sich in Rechenzentrumsumgebungen und Enterprise-SSD-Design der EDSFF-Standard (Enterprise and Datacenter SSD Form Factor) etabliert. Er ermöglicht noch höhere Speicherkapazitäten und bietet optimierte mechanische und thermische Eigenschaften.

Merkmale und Eigenschaften des Formfaktors NF1, M.3 und NGSFF

SSDs im M.3-Formfaktor nutzen schnelle PCIe/NVMe-Schnittstellen zur Datenübertragung. Im Vergleich zum Formfaktor M.2 ist die Breite von 22 Millimetern auf 30,5 Millimeter vergrößert. Die typische Länge einer NF1-SSD beträgt 110 Millimeter. Diese Abmessung wird mit der Zahlenkombination „30110“ bezeichnet. „30“ steht für die Breite und „110“ für die Länge. NGSFF nutzt einen erweiterten M.2-ähnlichen Steckverbinder, ist aber mechanisch und elektrisch nicht direkt zu M.2 kompatibel. So sind bisher ungenutzte Pins des M.2-Connectors mit neuen Signalen belegt, und es gibt Pins für eine 12-V- anstatt 3,3-V-Stromversorgung.

Typische Einsatzbereiche des Formfaktors NF1, M.3 und NGSFF

Die Einsatzbereiche von NF1, M.3 und NGSFF liegen nahezu ausschließlich im professionellen Umfeld. Der Formfaktor kommt für Server und Speichersysteme zum Einsatz und ist für Desktop-PCs oder Notebooks eher ungeeignet. Typische Einsatzbereiche sind beispielsweise:

  • 1U- und 2U-Rack-Server,
  • NVMe-Storage-Arrays,
  • All-Flash-Storage-Systeme,
  • Virtualisierungsplattformen,
  • Cloud-Speicherlösungen,
  • KI-, Machine-Learning- und GPU-Server,
  • Datenbankserver mit hoher Speicherkapazität,
  • High-Performance-Computing (HPC).

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