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

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我的主板是Asus Z97-PRO GAMER,Asus 网站上说:

Z97-PRO GAMER 包括一个带有两个原生 PCI Express 2.0 通道的 M.2 插槽,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,让每一次游戏体验都更快、更有趣。

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

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是的,但它不会像宣传的那么快。

PCI Express 标准要求将在任何给定链路上使用的确切 PCI Express 版本正确向下协商到两个端点支持的最大版本。这意味着您可以将 PCI Express 设备用于任何版本的规范(前提是它们正确地符合规范)以及使用任何其他版本的主板/芯片组,而根本无需执行任何手动配置。

在您的情况下,这意味着 SSD 以 PCI Express 2.0 的速度运行,可能只有一半的通道。这实际上是一个非常重要的性能损失。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 每通道每秒仅获得约 0.5 GB。在您的情况下,这转化为最高性能,最多约为 SSD 额定性能的 1/8。它的性能可能仍然比传统硬盘好得多,但是在同一主板上使用 SATA SSD 可能会比使用 NVMe SSD 获得更好的性能。

或许可以找到一个可以工作的 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,但这只会让您获得大约一半的额定性能固态硬盘。


最后一点,请务必检查 M.2 卡的大小是否与您使用的任何卡兼容。“2280”意味着您正在查看的 SSD 宽 22 毫米(所有设备都支持)和 80 毫米长(并非所有设备都支持)。在您的情况下,这应该适合(根据图片,主板确实有足够的空间容纳 80 毫米 M.2 卡),但任何更长的都不会。

  • PCI express 标准有一个怪癖;设备需要在其*设计*宽度(无论是多少通道)和 1x 链路(单通道)上运行。具有 4x 链路(设计宽度为 4 通道)的设备不一定在 2x 链路上运行(在这种情况下,它*可能*转到 1x 链路,具体取决于设计)。大多数设备确实支持除必需链接之外的链接,但请记住它是*可选的*。这绝对适用于第 1 代和第 2 代(也可能是第 3 代和第 4 代)。 (6认同)
  • 在这种情况下,您_可能_不会失去任何性能。但在实践中,您不太可能获得那么多,因为确切的性能不仅仅取决于最大理论链路吞吐量。根据个人经验,在这种情况下,您可能会看到从 900 MB/s 到 600 MB/s 的任何速度,具体取决于涉及的其他硬件以及系统的繁忙程度。 (2认同)

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如另一个答案中所述,PCI express 将自动训练到相互支持的最高速度,无论链接的每一端是哪个版本(通过链接过程中 TS1 和 TS2 有序集中的速度广告字段。有关详细信息,请参阅PCIe LTSSM),前提是链路本身可以支持该速度。

在您的情况下,链接将尝试以 PCIe 2.0 速度(每通道 5Gb/秒物理层速度)启动。链接训练的实际细节远远超出了本答案的范围。

我要注意的是(因为它非常重要)链接将始终尝试以第 1 代速度 (2.5Gb/s) 启动链接,因为这是链接伙伴和该链接的任何组合的唯一保证速率尝试更改链接速率之前建立宽度。

但是在这种情况下,您的 SSD 可能会或可能不会实际运行。

PCI express 的一个经常被忽略的“怪癖”是,设备只需要在设计宽度(它设计暴露的通道数)和 1x(单通道)物理接口上运行。

将 x4 设备插入 x2 连接可能会产生以下任何结果,无论其设计为哪个版本的标准:

1它根本不工作。我亲眼目睹了这种行为;我有一个我自己设计的主板,它有 4 个 PCI Express 到PMC插槽。插入了具有x8接口的PMC 卡并且无法以任何方式链接。

减少到 1x 链路的物理接口(通过移除耦合电容器)使单元连接起来。在这种特殊情况下,该卡具有选项电阻器,最终发现允许它在 4x 链路上运行,但这突出了一个事实,即不需要在所有可能的链路宽度上都支持运行。

2 SSD 自动适应 2x 接口,您将获得 8 Gb/秒(1 GB/秒)的峰值读写吞吐量,因为在版本 1 和 2 规范中实际数据速率是物理速度的 80%由于 8b / 10b 编码(实际吞吐量取决于许多超出本答案范围的因素)。

3 SSD 不支持 2x,但会优雅地降级为 1x 链接,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,但对这个问题保持沉默;如果您询问他们的技术支持,供应商可能会给您一个明确的答案。