主機板上SATA/M.2/PCIe通道的問題 - 3C

※ 引述《GoldDeath》之銘言：
: http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=296&t=4541735&p=1
: 請問根據以上的圖，我若是插了3個SSD + 1 3.5 HDD在Z170主機板的SATA port上
: 頻寬是不是合計6gb/s 還是3個SSD都可以跑到最大速度?

一個接口就會提供一個SATA 6Gb/s的頻寬,不是總合


: (假設我用了3 x Sandisk Extreme PRO 240G SATA SSD,同時跑速度測試)

同上,三個都是SATA 6Gb/s


: 還是我應該把其中一個或兩個改成M.2 or PCIe的?

SATA是一種匯流排
PCI-Express也是一種匯流排
但兩者並不相容

SATA SSD就是SATA SSD,和PCIe不相容
為了避免搞混,這邊用6Gb/s和3Gb/s來分辨(另有1.5Gb/s)
所以不能切換成PCIe

PCIe SSD就是PCIe SSD,和SATA不相容
為了避免搞混,這邊用3.0和2.0來分辨(另有1.0/1.1)

少數SSD主控可以切換SATA和PCIe模式
如SF3719/3729,但pinout不同而有不同的接口
如一端是SATA 6Gb/s,另一邊則是PCIe x2(就是SATA-Express了)

早期JMF601是SATA 3Gb/s+USB的主控,所以那些SSD也能一邊SATA另一邊USB
某些SATA+USB則是再加上SATA轉USB的轉接晶片才可以這樣

最近的那顆Apacer AS720就是JMF670H+ASM1351達成SATA 6Gb/s+USB 3.1 Type-C

而M.2是一種接口,不是匯流排
就像手機的USB Micro-B和USB Mini-B那樣,但還是跑USB的匯流排

M.2在SSD的應用上有M key和B key,另外還有更多就不贅述惹

只開M key就像三爽950 PRO那樣,是跑PCIe x4
(3.0還是2.0看主機板,950 PRO能跑3.0,但主板只能跑2.0那就是降速跑2.0)

M key+B key都有開就是SATA(6Gb/s還是3Gb/s看主機板)
或是PCIe x2 SSD(2.0或3.0看主機板)

以下適用於Intel平台,AMD平台不考慮

主機板M.2只能跑PCIe那你只能插M.2 PCIe SSD
只能跑SATA則就是跑SATA
兩種都可以那就是都可以,會自動切換
(基本上能用SATA那也能切換成PCIe,因為Flexible I/O的關係,
但跑x2或x4就看主機板怎麼配)

而主機板M.2也有分連接PCH或是CPU的PCIe通道
這就有點小複雜惹

以目前桌面平台來說除了
X38/X48/X58的北橋
和X79/X99平台的CPU以外(北橋的高速PCIe匯流排功能移進去CPU)
幾乎都是16條PCIe通道(極少數是x16+x4,如最常見的E3-1230V2)

能拆成:
x16
x8+x8
x8+x4+x4
(某些晶片組除外,不能拆)

有時再加上PCH給的x4那就會多拉一條x4
而SKL的PCH以後(含SKL)的PCH就有支援PCIe 3.0
而在那之前的PCH或ICH(俗稱南橋)都是2.0或1.0

特例還有PLX和nF200的晶片,下面會有討論到用PLX的主板

至於要怎麼看那個Flexible I/O的表?
直接看是哪張主板再去慢慢分析,不然很容易搞混或看不懂

直接來個範例: (只講PCI Express的部分,其它自己研究)
MSI Z97 Gaming 3
https://tw.msi.com/Motherboard/Z97-GAMING-3.html#hero-overview
由於是沿用H97 Gaming 3的PCB,而H97不支援分拆CPU的PCIe通道
所以就是x16一條(CPU)
然後再從PCH拉x4(這樣就能x16+x4做CF)

而M.2則是PCH拉出來的PCIe 2.0 x2(或SATA 6Gb/s,這就是Flexible I/O最明顯的例子了)

MSI Z97 Gaming 5
https://tw.msi.com/Motherboard/Z97-GAMING-5.html
由於Z97支援分拆CPU的PCIe通道
所以全部最多可以拆成x8+x4+x4

而M.2則是PCH拉出來的PCIe 2.0 x2(或SATA 6Gb/s,這就是Flexible I/O最明顯的例子了)


那來一點進階的,這張可以講比較多
Gigabyte Z87X-OC Force
http://www.gigabyte.tw/products/product-page.aspx?pid=4484
這片比較特別的是採用了PLX的晶片來"擴充"CPU的PCIe通道

會拿這張當範例且可以講比較多是因為雞排就甘心a
有在說明書上提供了整張主板的block diagram(後來都沒提供惹)
http://i.imgur.com/xm0ty1Q.png
可以看到由於PEX8747的作用
最多可以將CPU的PCIe 3.0通道拆成x8+x8+x8+x8

而其它PCH的x1就通通拿去給周邊用(那些就吃了x1+x1+x1+x1+x2)
PCH的SATA 6Gb/s有六個,都有保留(其中兩個是從Flexible I/O的PCIe/SATA分出來的)
這樣總共就6+2條PCIe(內含兩條可以換成SATA)

另外多出四個6Gb/s是由88SE9230(吃了PCIe x2)分出來的

USB的部分則是Renasas μPD720210 hub拆USB3.0將四個擴充成八個
(後IO 6個+內接19 pin可接出2個)

剩八個USB2.0
後IO四個,內接四個(兩個內接9 pin可接出2個)

還有更複雜的
ASRock Z170 Extreme7+,但這個太麻煩就懶得寫惹,請自己研究說明書拔
http://www.asrock.com/mb/Intel/Z170%20Extreme7+/

還有
ASUS P9X79-E WS
ASUS X99-E
EVGA Classified SR-2(真要分析這片會抓狂...)
和一堆伺服器或工作站主板,因為會掛上SAS和有的沒的控制器

早期一點的則有ASUS P5Q Premium和Gigabyte EP45-DQ6這類
有閒時間都能去研究看看

因為能在一片空間有限的主板上塞那麼多功能還蠻有趣der

有錯還請大大指正

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姐姐 姐姐 我們好像變成簽名檔了

雷姆,雷姆 好像真的是這麼一回事呢

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