Moin moin,
üblicherweise werden Speicher mit PCIe Interface mit vier Lanes angeschlossen. Beispiele sind M.2 und U.2.
Im Internet gibt es aber diverse Beiträge, in denen es darum geht, dass der Fragesteller seine M.2 nur mit einer oder zwei Lanes betreiben kann. Gründe dafür sind u. A., dass die Lanes irgendwie shared sind und schon anderweitig genutzt werden, dass bifurcation aktiviert ist, möglicherweise gibt's auch noch andere Gründe. Jedenfalls scheinen M.2 SSDs auch mit nur einer oder zwei Lanes zu laufen und müssen nicht immer vier aktive Lanes Anliegen haben. Ich kann nun nicht sagen ob es nur mit bestimmten Speichercontrollern funktioniert oder ob es vielleicht sogar Teil der NVMe Spezifikation ist. Fakt scheint aber zu sein, dass es unter gewissen Umständen geht.
Mir fehlt die Produktübersicht, aber ich könnte mir auch gut vorstellen, dass gerade bei Einplatinenrechnern auch öfter mal aufgrund minimalistische Platinendesigns oder wegen geringer Anzahl der Lanes in den SoCs nicht immer vier Lanes möglich sind.
Ich würde mir diese Eigenschaft daher gerne zu Nutze machen und gezielt eine größere Anzahl M.2-Speicher mit nur einer oder zwei Lanes an PCIe4.0/5.0 Slots, egal ob x2, x4, x8 oder x16 Lanes anbinden. Natürlich geht das nur wenn die Slots Bifurcation x2x2... oder x1x1... unterstützen, aber dank AMD können das ja heutzutage nicht nur Profiboards, sondern auch viele Consumerboards.
Warum ich das machen will ist schnell erklärt. Ich würde gern ein x64 basierte Speichersystem (ZFS) bauen, welches
- möglichst stromsparend ist,
- wenig Platz braucht,
- viel Speicheranschlüsse bietet,
- möglichst wenig kostet,
- für Dauerbetrieb geeignet ist,
- ausreichend Rechenleistung für 10G
- bei Vollverschlüsselung bietet.
Ich dachte da an ein Ryzen basiertes System mit Micro ATX oder kleinerem Board, was dann entsprechend maximal drei PCIe Slots hat. Um genau zu sein hab ich bereits ein potentes Ryzen System für so einen Zweck am laufen. Ich würde dieses aber gerne von HDD Betrieb mit dem üblichen auf IT Mode geflahten HBA auf All Flash ohne HBA umstellen. Die Platten und der HBA brauchen im Dauerbetrieb zu viel Strom, sind zu laut und produzieren viel Abwärme.
Das alles wäre mit M.2 Speichern die ja immer billiger werden problemlos machbar. Auf ein so kleines Board bekommt man aber maximal ein oder zwei M.2 Karten drauf, die dann sowieso eher fürs Betriebssystem als für die Datenhaltung genutzt werden. Was Erweiterungskarten angeht gibt es da aber folgende Aspekte die mir da in die Suppe spucken:
Aktuell gibt es die Möglichkeit Erweiterungskarten zu kaufen, um mehr M.2 Slots in ein PC-System zu bekommen. Diese Karten binden die M.2-Speicher aber immer mit vier Lanes an. Solche Karten gibt's als a) passive Variante ohne aktiven Controller Chip oder b) mit aktivem Controller Chip.
a) Die passiven Karten benötigen dann in jedem Fall x16 Slots mit aktiven x4x4x4x4 Bifurcation. Außerdem wird je vier M.2 Speicher ein x16 Slot benötigt. Bei acht angedachten SSD brauchts dann also schon zwei x16 Slots, bei bis zu 12 M.2 drei x16 Slots usw. Das bedeutet, dass dieser Ansatz automatisch zu einem großen Gehäuse und großem Mainboard führt, denn in der Regel nutzen diese Karten auch die volle Steckplatzhöhe aus und die Skalierung ein Slot pro vier M.2 ist auch ungünstig.
b) Bei den aktiven Karten ist dann ein PCIe Switch verbaut, der gleichzeitig auch Raidcontroller und/oder HBA ist. Diese Karten haben bis zu 16 Kanäle und können somit 16 SATA oder SAS Laufwerke anbinden oder wiederum vier M.2 bzw U.2 Laufwerke. SATA/SAS haben aber folgende Nachteile: Diese Laufwerke sind als Flashvariante in der Regel 2,5" groß* und SATA und SAS ist nicht so schnell pro Kanal wie NVMe über PCIe4.0/5.0. Außerdem hat SATA/SAS höhere Latenzen als M.2 weil es nicht direkt an der CPU hängen kann. Außerdem beißt sich so eine Karte mit dem Ziel, Strom und Geld zu sparen und in der Regel handelt es sich auch bei so einer Karte um größere Exemplare in voller Höhe, die zudem gut gekühlt werden sollten.
*Es gibt natürlich auch M.2 die SATA können, aber dann braucht man eben auch wieder zwingend einen aktiven Controller um genug Laufwerke anzubinden.
Ich würde also gerne irgendwie jeden M.2 Speicher gerne mit maximal eine oder zwei PCIe Lanes über die vorhandenen PCIe Slots anbinden. Einfach deshalb, weil darüber günstig viele Speicher angebunden werden könnten. Über PCIe 4.0 wären das netto bis zu 2GB/s pro Lane und bei PCIe 5.0 4GB/s.
Dass das technisch funktionieren sollte hab ich ja ganz zu Anfang bereits erläutert. Ich stelle mir aber noch die Frage, wie man das zielgerichtet und strukturiert angeschlossen bekommt?
Weiß jemand, ob es entsprechende Riser, Boards, Kabelbäume, Steckeradapter oder sonstwas gibt, um diese Ziel zu erreichen? Gibt's im Elektronikfachhandel entsprechende Einzelteile um sich sowas selbst zusammen zu bauen, auch wenn man keine Kenntnisse über Elektrotechnik und Boarddesignd hat?
Ich hab zwar schon ein bisschen auf Alibaba und anderen Elektronikshops gestöbert, bin aber noch nicht fündig geworden.
Was meinen die Elektronikexperten zur grundsätzlich Überlegung. Kann das funktionieren, mal abgesehen davon, dass es entsprechendes Equipment zum Anschließen evtl. noch nicht gibt?
Vielen Dank für eure Antworten und die Diskussion.