Verständnisfrage zu M.2 "and SATA modes"

[Mr joker]

Hallo,

bin gerade dabei, mir ein neues System zusammenzustelllen ...

Dabei hätte ich gerne ein Mainboard, welches zwei M.2 (M key, Type 2280) Schnittstellen hat mit mindestens PCIE 3.0 x4.

Konkret habe ich das Asus TUF GAMING B550M-PLUS näher ins Auge gefasst. Die CPU wäre ein Ryzen 5 5600G, somit wäre ich bei M.2 sowieso auf PCIE 3.0 x 4 limitiert, aber das reicht mir auch soweit.

Worüber ich aber gestolpert bin: In den Spezifikationen steht unter Storage dabei:

AMD Ryzen™ 5000 G-Series/ 4000 G-Series Desktop Processors :
1 x M.2_1 socket 3, with M Key, Type 2242/2260/2280 (PCIE 3.0 x4 and SATA modes) storage devices support
AMD B550 Chipset :
1 x M.2_2 socket 3, with M Key, Type 2242/2260/2280/22110(PCIE 3.0 x4 and SATA modes) storage devices support
4 x SATA 6Gb/s port(s)

Ähnlich wird es z.B. bei Geizhals bezeichnet:

1x PCIe 3.0 x1, 1x M.2/M-Key (PCIe 4.0 x4/SATA, 2280/2260/2242), 1x M.2/M-Key (PCIe 3.0 x4/SATA, 22110/2280/2260/2242)

Es gibt aber auch Mainboards, da steht das mit dem SATA nicht mit dabei.

Bei meinem derzeitigen Mainboard (das etwas in die Jahre gekommene Asrock Z170 Extreme 4) ist es so, dass wenn man die M.2 Schnttstelle nutzen will, werden dafür zwei SATA-Anschlüsse "geopfert", weil die sich die "Lanes" mit dem PCIe/M.2 teilen.
Dass es sich bei dem o.g. Asus-MB ähnlich verhält, darauf finde ich aber nirgends einen Hinweis, weder in den Spezifikationen, noch im Benutzerhandbuch. Oder habe ich es nur übersehen?

Was hat es mit dem SATA an der Stelle auf sich? Ich meine, was hat das M.2 mit dem SATA zu tun?

 

[2k5lexi]

Was hat es mit dem SATA an der Stelle auf sich? Ich meine, was hat das M.2 mit dem SATA zu tun?

Da wird ein MUX chip verbaut sein, so dass elektrisch beides geht im gleichen Slot.

Bei meinem derzeitigen Mainboard (das etwas in die Jahre gekommene Asrock Z170 Extreme 4) ist es so, dass wenn man die M.2 Schnttstelle nutzen will, werden dafür zwei SATA-Anschlüsse "geopfert", weil die sich die "Lanes" mit dem PCIe/M.2 teilen.

Das Tuf hat nur 4x SATA. Ich gehe davon aus, dass da nix geteilt wird, aber 2 SATA Ports fehlen.

 

[Mr joker]

Ach so, ja, jetzt geht mir ein Licht auf! Es gibt ja auch noch SATA in Form von M.2. So gesehen war meine obige Beschreibung mit der "M.2 Schnittstelle" auch nicht korrekt, da M.2 ja nur den "Formfaktor" vorgibt!

Eigentlich clever, wenn man beides an einem Slot nutzen kann (zumal man ja zwei M.2 Slots bei diesem MB hat). Dann braucht man keinen extra Slot für die ohnehin nur wenig genutze M.2/SATA-Technik zu verschwenden.

Danke, jetzt bin ich schlauer!

 

[Holt]

Was hat es mit dem SATA an der Stelle auf sich? Ich meine, was hat das M.2 mit dem SATA zu tun?

Wie Dir ja schon selbst aufgefallen ist, ist M.2 nur ein Formfaktor und es gibt auch SATA SSDs im M.2 Formfaktor, oder sollte man schon eher sagen, es gab, denn die sind am Aussterben und viele neue Mainboards unterstützen sie schon gar nicht mehr.

Da wird ein MUX chip verbaut sein, so dass elektrisch beides geht im gleichen Slot.

Braucht man gar nicht, die meisten Chipsätze haben den schon eingebaut und man kann eben zwischen SATA oder PCIe an den gleichen Pins wählen.

 

[astuk]

M.2 verfügt über zwei Modi, SATA und PCIe...

M.2-SATA-Modus: Die SSD verhält sich wie jede normale SATA-SSD und arbeitet mit dem AHCI-Protokoll. Die maximale Geschwindigkeit liegt bei maximal 560 MB/s.

PCIe-Modus: Die SSD arbeitet mit dem neueren NVMe-Protokoll, das ursprünglich für SSDs entwickelt wurde. Die M.2-Spezifikation. ermöglicht die Verwendung von bis zu 4x Lanes, kann aber auch mit 2x Lanes arbeiten... Außerdem kann es sowohl PCIe 2.0 als auch PCIe 3.0 unterstützen, wobei die maximale theoretische Geschwindigkeit 2 GB/s für PCIe 2.0 bei 4x Lanes und 3,94 betragen kann GB/s für PCIe 3.0 bei 4x Lanes. Das NVMe fördert auch einen viel höheren E/A-Durchsatz als jedes SATA-Laufwerk.

Ryzen-CPUs können nativ PCIe 3.0 4x Lanes für 1x M.2 NVMe SSD und weitere 16x Lanes für die GPU bereitstellen. Der Chipsatz kann mehr PCIe-Lanes bereitstellen (allerdings mit PCIe 2.0-Geschwindigkeit 10.0.0.0.1), und im Fall von X370 können Sie 8x Lanes haben, die von PCIe-Steckplätzen und anderen Dingen gemeinsam genutzt werden.

Die maximal unterstützten Grafikkarten-PCIe-Steckplätze sind 3, in denen Sie 3-Wege-Crossfire verwenden können... Bei den meisten aktuellen Motherboards mit 2x M.2-Steckplätzen gibt es jedoch eine Einschränkung

Der zweite M.2-Steckplatz wird vom Chipsatz und nicht von der CPU mit Strom versorgt und ist daher auf PCIe 2.0-Geschwindigkeiten beschränkt. Die meisten Motherboards deaktivieren jedoch den dritten vollständigen PCIe-Steckplatz, wenn Sie den zweiten M.2-Steckplatz im PCIe-Modus verwenden da dadurch die PCIe-Lanes vom Steckplatz zum M.2-Steckplatz umgeleitet werden.

 

[Trambahner]

Dass PCIe-Lanes vom X370 nur gen2 sind ist richtig, aber nachdem oben von B550 gesprochen wird, ist das eher unwichtig.
Btw, weder die CPU noch der Chipsatz liefern den Strom, Du meinst die Datenanbindung.


Der Durchsatz den Du angibst, wird so nicht ganz nutzbar erreicht, da davon noch einiges für das Kommunikationsprotokoll weggeht. gen2 mit 4 Lanes erreicht etwa 1,6-1,7 GB/s nutzbaren Durchsatz,
gen3 x4 etwa 3,4 GB/s. Jeweils pro Richtung natürlich.
Achtung aber: egal was an den Chipsatz "geklemmt" wird, es muss dann durch die Anbindung des Chipsatz und der CPU. Bei B550 ist das maximal 3,4 GB/s pro Richtung, da hier die Anbindung über PCIe gen3 x4 funktioniert. D.h. je nachdem was man an die Chipsatz-Lanes hängt, z.B. viele SSDs oder 10G oder höher Netzwerkkkarten, kann man bei paralleler Nutzung ggf. in die Sättigung laufen.

Zum o.g. angefragten B550M Tuf Gaming Plus:
Das schaltet z.B. keinen PCIe-Slot oder Sata-Ports ab (drum steht auch nix im Handbuch). Dafür hat es von Haus eh nur 4Sata-Ports. Wie @2k5lexi schon geschrieben hat.
Die "Plus Wifi" -Variante reduziert den unteren PCIe x4 Slot dann elektisch auf x2, wenn auch der obere x1 Slot benutzt wird (weil es eine Lane für die Wifi-Anbindung benötigt, ist übrigens eine sehr brauchbare Intel AX200 drauf, die auch Bluetooth dabei hat).
Die Spannungsversorgung reicht auch für einen 5950X mit etwas OC problemfrei und bleibt trotzdem kühl genug.

Das Board unterstützt übrigens auch PCIe-Bifurcation des GPU-Slots, so dass man diese 16 Lanes aufteilen kann. Mit 4000er+5000er APUs geht x8x8 und x8x4x4 Aufteilung, mit non-APUs geht auch x4x4x4x4.

> Sehr nices B550 Matx-Board (auch die Plus WiFi-Variante), wenn der Fokus mehr auf PCIe und nicht auf Sata-Ports liegt. Kostengünstig, sehr sparsam und effizient. Hab hier zwei im Einsatz.

Mit nem 5600G oder 5700G perfekt für ein günstiges, kompaktes und sparsames Desktopsystem, das aber trotzdem ordentlich 6/8core-Performance bieten kann. Braucht man später mehr Power, kann man problemfrei bis zum 5950X hoch.
Ältere Bios-Versionen konnten sogar die eigentlich gelockten 4000er Pro APUs etwas übertakten.

 

[Holt]

M.2 verfügt über zwei Modi, SATA und PCIe...

M.2-SATA-Modus: Die SSD verhält sich wie jede normale SATA-SSD und arbeitet mit dem AHCI-Protokoll. Die maximale Geschwindigkeit liegt bei maximal 560 MB/s.

PCIe-Modus: Die SSD arbeitet mit dem neueren NVMe-Protokoll

Das klingt zumindest sehr irreführend, denn jeder M.2 SSD ist entweder eine M.2 SATA oder eine M.2 PCIe SSD, es gibt keine SSD die beides kann! Die Slot können aber entweder PCIe Lanes oder einen SATA Port oder eben beides anbieten, in letzterem Fall können dann beide Arten von M.2 SSDs darin laufen.

Eine M.2 SATA SSD ist eben eine SATA SSD und daher nicht schneller, aber es ist eben kein SATA Modus für M.2, sondern es ist eine SSD mit einem SATA SSD Controller und die funktioniert nur, wenn der M.2 Slot eben auch eine SATA Lane bietet. Die SSDs mit PCIe Anbindung haben inzwischen alle das NVMe Protokoll, aber am Anfang gab es auch welche die das AHCI Protokoll genutzt haben, wie die Samsung SP941 oder Plextor M6e. Das NVMe Protkoll verlangt übrigens das der SSD Controller eine native PCIe Anbindung hat, weshalb jede NVMe SSD (egal in welchem Formfaktor) auch immer eine PCIe SSD ist, aber umgekehrt stimmt es eben nicht, da es früher auch PCIe SSDs gab die noch nicht das NVMe Protokoll genutzt haben, dies ist ja auch noch realtib neu und PCIe SSDs gibt es schon viel länger (z.B. von FusionIO).

Irgendwie habe ich den Eindruck der Beitrag von astuk wurde von AI erstellt.