Deskmodder.de

Die Frage nach NVMe über Oculink2 hat den folgenden Hintergrund:

Aufgrund der durch die KI Bubble erzeugten Krise bei DDR5 ist ein Umstieg auf Mainboards, welche nativ USB4 unterstützen, derzeit nahezu unbezahlbar. Auf der Suche nach einer Alternative, nämlich ein vorhandenes AM4 Board mit einer USB4-Karte nachzurüsten mußte ich feststellen, daß es praktisch kein AM4 Board gibt, bei dem man mit Hilfe einer solchen Nachrüstkarte per USB4 booten kann.

Als Alternative schlug mir die Google KI vor, bei einem vorhandenen AM4 Board per PCIe-Karte (4x4) einen Oculink2-Port nachzurüsten und an diesem dann eine NVMe in einem m.2 Oculink2 Gehäuse anzuschliessen. Der Vorteil gegebenüber USB4 läge hierbei einerseits darin, daß eine solche Konfiguration die volle Geschwindigkeit von vier PCIe 4.0 Lanes, also nahezu 64GBit/s nutzen könnte. Hierdurch würde auch eine Highend NVMe mit vollem Speed laufen und würde nicht durch USB4 auf 40GBit/s gebremst. Zusätzlich gäbe es keine Probleme beim Booten und beim OS, weil eine dermaßen angebundene NVMe vom Mainboard und dem OS genau behandelt würde wie eine interne m.2 NVMe. Der Nachteil wäre allerdings, daß Oculink kein Hot-Plug oder Hot-Swap erlaubt.

Meine Frage ist jetzt, ob jemand von euch eine solche oder ähnliche Konfiguration schon eimal getestet hat und wie stabil die externe PCIe-Anbindung per Oculink in der Praxis ist ?

C.U. Nanobot

Die Idee ist grundlegend nicht schlecht. Die Frage ist, bei einer 4x4 Karte, was das Board daraus macht. Eine 4x4 Karte kannst Du ja nicht in einen x1 Slot stecken. D.h. irgendwo werden Lanes abgezwackt. Ob jetzt vom Chipsatz oder vom x16 Slot bleibt hier die Frage. Die meißten AM4 User haben einen B Chipsatz, was auch völlig ok ist. Dummerweise sind diese Chipsätze beschnitten gegenüber dem X Chipsatz. Viele teilen schon den x16 Slot mit einer zweiten nVME SSD, sprich sind zwei nVME SSDs verbaut läuft die Grafikkarte nur noch mit x8 statt mit x16. Die Frage ist also was Dein Board kann, bzw. wie es die Lanes aufteilt. Auf dem Papier kann Oculink2 lecker aussehen, unter der Haube aber muss man gucken was man da überhaupt hat und ob man bereit ist diese Kompromisse einzugehen.

Mein Board ist ein MSI X570 Gaming Edge Wifi. Und laut Angaben auf der Webseite von MSI nutzen der erste x16 Slot und der erste m.2 Slot direkt insgesamt 20 Lanes der verbauten 3900X CPU. Somit laufen bei diesem Board der erste PCIe x16 und der erste m.2 Slot immer mit voller Geschwindigkeit.

Die restlichen vier Lanes gehen zum X570 Chipsatz, welcher unter anderen den zweiten x16 Slot versorgt (aber nur mit vier Lanes), zum zweiten m.2 Slot vier PCIe-Lanes und dann den Rest (Sound, Netzwerk, SATA etc.). Und dort liegt natürlich dann der Flaschenhals, denn der X570 ist ja seinerseits nur mit vier PCIe4 Lanes, also ca. 64GBit/s angebunden. Wenn ich eine externe SSD per Oculink und die interne zweite interne SSD zugleich ansprechen würde, müssten sie sich natürlich diese Bandbreite teilen. Aber selbst dann wäre noch mit einer Bandbreite von knapp 32 GBit/s pro SSD zu rechnen. Dies wäre dann vermutlich ziemlich ähnlich der Netto-Geschwindigkeit von USB4, denn bei USB gibt es ja einen deutlich größeren Protokoll Overhead als bei Oculink.

Mein Hintergrundgedanke ist die Einschränkungen bezüglich der Hardware (es gibt keine AM4 Boards die von USB4 booten können) und die Einschränkungen von Windows 10 (USB4 wird nicht nativ unterstützt) zu umgehen. Neben der Tatsache, daß Oculink kein Hotplug und Hotswap erlaubt habe ich als Hauptproblem bei meiner Idee festgestellt, daß die USB-Ports eines PCs nicht genügend Leistung liefern können, um eine externe Hochleistungs-SSD zu versorgen. Man müßte also ein 5V / 2A-2,5A USB-Netzteil nutzen, welches aber vom Preis her das geringste Problem ist. Desweiteren dürfte die Kühlleistung gängiger Oculink NVMe Gehäuse für schnelle SSDs nicht reichen, so daß man da auch noch einen besseren Kühlkörper verbasteln müßte.

Die bessere aber leider sehr unwahrscheinliche Lösung wäre ein sehr schnelles Platzen der KI-Blase, so daß man DDR5 RAM wieder bezahlen kann und dann auf ein X870 Board umsteigt, denn die haben ja immer USB4.

Nebenbei noch eine Frage: Ist es nach den Boardregeln erlaubt Links zu einem Verkäufer zu setzen um zu demonstrieren, welche Komponenten ich zur Verwirklichung dieser Idee ins Auge gefasst habe ?

Cu: Nanobot

Also, danke erstmal für Dein Mainboard. Dein Board bietet einen X16 Slot und einen X8 Slot der wie ein X16 Slot aussieht aber nur mit X8 angeschlossen ist, und drei X1 Slots. Die drei X1 Slots fallen für dein Vorhaben raus. Es bleibt einzig und allein der X8 Slot um da eine X4 Karte einstecken zu können. Sobald dieser Slot populiert wird, egal ob mit X1, X4 oder X8, fällt der X16 Slot sofort auf X8 ab. Es gibt dann auch kein X15, X12 oder sonst irgendwas. X8, das wird es schlussendlich sein.

Erschließt sich mir aufgrund dessen:

2 x PCI-E 4.0 x16 slots
Supports 2-Way AMD® CrossFire™ Technology

Zu finden hier

MSI wird sicher nicht damit werben wenn die eine Karte über X16 läuft und die andere nur über X4 via Chipsatz^^

Das würde bedeuten, nur um ein System von einer dedizierten Karte zu booten würde Deine Grafikkarte zwangsläufig von X16 auf X8 abfallen. Die X1 Slots, Sata, das andere Gedöns was Du da so hast, laufen über den Chipsatz. Deine CPU hat zwanzig Lanes. Sechzehn dafür die beiden großen Slots zu versorgen, vier weitere für die NVMe SSD. Die vier Lanes für die SSD werden bleiben, aber die restlichen sechzehn müssen sich zwangsläufig aufteilen. Also acht Lanes für die Grafikkarte, und vier für Dein Vorhaben. D.h. vier volle Lanes werden verschenkt.

Für Dein Vorhaben hättest Du damals auf ein Board setzen sollen das noch einen X4 Slot bietet (meistens getarnt als dritter X16 Slot) und somit über den Chipsatz läuft. Dann wäre all das was Du gesagt hast keine Theorie sondern Wahrheit. So aber...

Das verlinkte PDF enthält, wie ich zu meiner Freude damals nach dem Kauf einer zweiten NVMe feststellen konnte, eine fehlerhafte Angabe: Im PDF steht, der zweite m.2 Slot sei nur per PCIe3 angebunden, was aber nicht stimmt. Tatsächlich stellt der X570 Chipsatz 16 PCIe4 Lanes zur Verfügung, welche sich aber die Bandbreite der vier Lanes, mit denen der Chipsatz an die CPU angebunden ist, teilen müssen.

Und im Gegensatz zu vielen anderen Boards wird bei diesem Board der erste 16x Slot nicht auf 8x halbiert, wenn man in den zweiten x16 Slot eine Karte einsteckt. Vielmehr läuft der ersten Slot immer mit vollen 16 Lanes direkt von der CPU, während der zweite Slot mechanisch zwar ein x16 Slot ist, tatsächlich aber nur mit vier Lanes vom X570 versorgt wird. Da ich mir dieser denkbaren Problematik bei Nutzung des zweiten x16 Slots bewußt bin hatte ich das extra noch einmal recherchiert.

Bei den "kleineren" Chipsätzen für AM4 ist dies tatsächlich oft anders, denn dort werden die beiden großen Slots bei gleichzeitiger Nutzung auf 8 + 8 aufgeteilt. Ob sich dies in der Praxis auswirken würde ist die andere Frage, denn es gibt diverse "langsamere" Grafikkarten, welche ohnehin nur 8 Lanes nutzen, wie zum Beispiel die RTX4060Ti.