Bei dieser SSD werden die Daten mit PCI-Express übertragen, wodurch sie herkömmliche SATA-SSDs in puncto Übertragungsrate weit im Schatten stehen lässt. M.2-SSDs werden über den M.2-Sockel am Mainboard installiert. Sie eignen sich aufgrund der kompakten Abmessungen besonders für den Einsatz in Ultrabooks und Mini-PCs, können aber auch in normalen Computern verwendet werden. In Systemen mit NVMe-Unterstützung glänzt diese SSD besonders. Sie profitieren von einem hohen Durchsatz, hoher IOPS und einer geringen Latenz. Im Gegensatz zu dem älteren AHCI-Protokoll, das für herkömmliche, sich drehende Laufwerke entwickelt wurde, verhindert NVMe Leistungsabfälle, bietet eine schnellere Übertragung grosser Datenmengen, erhöhte Boot-Geschwindigkeiten und eine verbesserte System-Reaktionszeit. Bei 3D-NAND (auch V-NAND oder 3D V-NAND genannt) stehen die Transistoren vertikal zur Chipfläche und die Flash-Speicherzeilen werden in Schichten übereinander angeordnet. Dadurch erreicht man eine höhere Speicherdichte und reduziert gleichzeitig das Risiko von Interferenzen zwischen den Zellen. Dank der verkürzten Verbindungen zwischen den Zellen steigt die elektrische Leistung, darüber hinaus sinkt in der Folge der Stromverbrauch.