Grundlage der M500 sind die dritte SSD-Controller-Generation von Marvell (88SS9187) und im 20-Nanometer-Prozess gefertigte MLC-Speicherchips von Micron mit ONFI-3.0-Interface. Da diese mit 128 Gbit doppelt so groß sind wie bisher, werden die acht Speicherkanäle des Controllers beim 240-GB-Modell noch nicht ausgelastet, woraus die im Vergleich zu den Varianten mit 480 und 960 GB niedrigeren Transferraten resultieren.

Die auf 16 KB verdoppelte Page-Größe, die einerseits höhere sequenzielle Datenraten ermöglicht, andererseits aber auch eine Verschlechterung der Latenzen beim Lesen, Schreiben und Löschen der Speicherzellen mit sich bringt, und das schnellere Speicherinterface wirken dem Ganzen zumindest teilweise entgegen, so dass die M500 mit 240 GB sogar etwas schneller schreibt als die M4 mit gleicher Kapazität.