我可以将带有 PCI-Express 3.0 x4 的 M.2 SSD 插入 PCI-Express 2.0 吗?

我可以将带有 PCI-Express 3.0 x4 的 M.2 SSD 插入 PCI-Express 2.0 吗?

我的主板是华硕 Z97-PRO GAMER,华硕网站称:

Z97-PRO GAMER 包含一个 M.2 插槽,带有两个原生 PCI Express 2.0 通道,数据传输速度高达 10 Gbit/s。这是操作系统驱动器的完美选择,可让每次游戏体验都更快、更有趣。

现在,我可以像这样使用 M.2 SSD 吗:Lexar NM610 M.2 2280 NVMe SSD? 它使用 PCIe Gen3x4 接口。

答案1

是的,但是不会像广告中说的那么快。

PCI Express 标准要求对任何给定链路上使用的确切 PCI Express 版本进行适当的向下协商,以使其达到两个端点都支持的最高版本。这意味着您可以将任何版本规范的 PCI Express 设备(只要它们完全符合规范)与使用任何其他版本的主板/芯片组一起使用,而无需执行任何手动配置。

就您而言,这意味着 SSD 以 PCI Express 2.0 速度运行,但通道数量只有其可能数量的一半。这实际上对性能造成了相当大的影响。PCI-E 4.0 的最大吞吐量约为每通道每秒 1.9 GB,而 PCI-E 2.0 每通道每秒仅约为 0.5 GB。就您而言,这意味着峰值性能最多约为 SSD 额定性能的 1/8。它的性能可能仍远优于传统硬盘,但在同一主板上,SATA SSD 的性能可能比 NVMe SSD 更好。

可能能够找到可以使用的 PCI-Express 转 M.2 适配器,然后将其插入主板上的一个 PCI-Express 3.0 插槽,但这只能使 SSD 达到额定性能的大约一半。


最后要提醒大家的是,一定要检查 M.2 卡的尺寸是否与你所使用的设备兼容。“2280”表示你正在查看的 SSD 宽度为 22 毫米(所有设备都支持),长度为 80 毫米(并非所有设备都支持)。对于你的情况,这个尺寸应该可以装下(根据图片,主板确实有足够的空间容纳 80 毫米的 M.2 卡),但任何更长的尺寸都装不下。

答案2

正如另一个答案中所述,无论链路两端使用的是哪个版本,PCI Express 都会自动训练到相互支持的最高速度(通过链接期间 TS1 和 TS2 有序集中的速度通告字段。有关详细信息,请参阅PCIe 长期支持模块) 只要链路本身能够支持该速度。

就您而言,链接将尝试以 PCIe 2.0 速度(每通道 5Gb/秒的物理层速度)启动。链接训练的实际细节远远超出了本回答的范围。

我要指出的是(因为这非常重要),该链接将总是尝试以第一代速度(2.5Gb/s)启动链接,因为这是唯一保证任何链接伙伴组合的速率,以及链接宽度的建立事先的尝试改变链接速率。

然而,在这种情况下,您的 SSD 可能会或可能不会真正运行。

PCI Express 的一个经常被忽视的“怪癖”是,设备只需要在设计宽度(设计用于公开的通道数)和 1x(单通道)物理接口。

无论 x4 设备是按照哪个版本的标准设计的,将其插入 x2 连接都可能产生以下任一结果:

1它根本不起作用。我亲眼见过这种情况;我有一块自己设计的主板,上面有 4x PCI Express,用于工程管理委员会插槽。带有x8接口已插入但无法以任何方式连接。

将物理接口减少到 1x 链路(通过移除耦合电容器)使设备连接起来。在这种特殊情况下,卡上有可选电阻器,最终发现这些电阻器允许它在 4x 链路上运行,但这凸显了一个事实,即操作不需要在所有可能的链路宽度上都得到支持。

2SSD 自动适应 2x 接口,在该接口中,您将获得 8 Gb/秒(1 GB/秒)的读写峰值吞吐量,因为由于 8b/10b 编码,实际数据速率是版本 1 和 2 规范中物理速度的 80%(实际吞吐量取决于很多超出了本答案范围的因素)。

3SSD 不支持 2x,但可以优雅地降级为 1x 链路,在这种情况下,您将获得 4Gb/秒(500MB/秒)峰值吞吐量的单通道。

我查看了您链接的 SSD 的规格,但没有提到这个问题;供应商可能如果您询问他们的技术支持,他们会给您一个明确的答案。

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