Compatibilität von PCIe 4.0/5.0 SSDs zu PCIe 3.0 Noetbook Bus?

[Markus W. (dl8mby)]

Hallo PCIe Experten,

ich möchte gerne wissen, ob eine SAMSUNG 990 EVO M.2 SSD noch an
einem Notebook (HP Zbook17) mit PCI3 3.0 betrieben werden kann.

Laut der Spec. (Tabelle in Wikipedia, siehe 
https://de.wikipedia.org/wiki/PCI_Express)
müsste das der Fall sein. PCI3 3.0 bis 5.0 sind was die Codierung angeht
identisch. (128b/130b)

Ist diese Annahme soweit korrekt und wie sieht es mit der 
Strom-Belastbarkeit der PCIe 3.0 Schnittstelle bei Verwendung von 
solchen
modernen SSDs aus?

Meine mich grob zu erinnern, dass auch das im Protokoll ausgetauscht 
wird
und man den Bus nicht überlasten kann.

Ist diese Annahme auch zutreffend?

Danke Euch im Voraus für Eure Hinweise.

Markus

PS.: Auszug von hwinfo

12: PCI 200.0: 0108 Non-Volatile memory controller (NVM Express)
  [Created at pci.387]
  Unique ID: B35A.AxGd7hiuG+6
  Parent ID: u1Nb.N0IByfJO1_7
  SysFS ID: /devices/pci0000:00/0000:00:1b.0/0000:02:00.0
  SysFS BusID: 0000:02:00.0
  Hardware Class: storage
  Model: "Samsung Electronics SSD 970 EVO/PRO"
  Vendor: pci 0x144d "Samsung Electronics Co Ltd"
  Device: pci 0xa808 "NVMe SSD Controller SM981/PM981/PM983"
  SubVendor: pci 0x144d "Samsung Electronics Co Ltd"
  SubDevice: pci 0xa801 "SSD 970 EVO/PRO"
  Driver: "nvme"
  Driver Modules: "nvme"
  Memory Range: 0xd4100000-0xd4103fff (rw,non-prefetchable)
  IRQ: 16 (23 events)
  Module Alias: "pci:v0000144Dd0000A808sv0000144Dsd0000A801bc01sc08i02"
  Driver Info #0:
    Driver Status: nvme is active
    Driver Activation Cmd: "modprobe nvme"
  Config Status: cfg=no, avail=yes, need=no, active=unknown
PCIe 4.0 x4- und PCIe 5.0 x2-Schnittstellen

Sorry habe erst jetzt die letzte Zeile des hwinfo Befehls gesehen.

PCIe 4.0 x4- und PCIe 5.0 x2-Schnittstellen

Damit erübrigt sich die Frage!

[Frank K. (fchk)]

JEDES standardkonforme PCIe Device beherrscht grundsätzlich alle 
vorhergehenden Linkverfahren. Ein PCIe Link beginnt immer mit Gen 1, und 
solange beide Seiten das können, handeln die solange einen Upgrade auf 
die nächste Generation aus, bis mindestens einer passen muss. Kompatibel 
isses also signaltechnisch.

Die Verlustleistung ist eine andere Geschichte. Gen 4 und Gen 5 SSDs 
möchten oft ganz gerne einen Kühlkörper haben oder kommen gleich mit 
einem solchen. Hier solltest Du ins Datenblatt schauen und vergleichen.

fchk

[Jan (rechenzwo)]

Frank K. schrieb:
> JEDES standardkonforme PCIe Device beherrscht grundsätzlich alle
> vorhergehenden Linkverfahren.

Da wäre ich vorsichtig. Für die hier beschriebene SSD gilt das laut 
Hersteller nicht!

Frank K. schrieb:
> oder kommen gleich mit
> einem solchen.

Das halte ich eher für eine Maßnahme des Marketings. Ich habe noch keine 
SSD in einem herkömmlichen PC nennenswert warm werden sehen (ohne 
Kühlkörper). In einem Notebook sieht das anders aus, da passt er aber 
meist nicht rein.

Die Stromaufnahme der SSD kann vernachlässigt werden, das ist nur bei 
Grafikkarten von belang.

[Frank K. (fchk)]

Jan schrieb:
> Frank K. schrieb:
>> JEDES standardkonforme PCIe Device beherrscht grundsätzlich alle
>> vorhergehenden Linkverfahren.
>
> Da wäre ich vorsichtig. Für die hier beschriebene SSD gilt das laut
> Hersteller nicht!

Schon mal in die original PCIe-Spec geschaut? Und zwar in die 
Primärquelle der PCI SIG, nicht irgendwelche Sekundärliteratur! Selbst 
in der 5.0'er Base Spec sind noch die 2.5GT und 5GT Modi von Gen 1 und 
Gen 2 enthalten. Kapitel 4.2.1, falls Du das nachlesen magst.

Unter Section 4.2.2 "Encoding for 8.0 GT/s and Higher Data Rates" steht:
"For backwards compatibility, the Link initially trains to L0 at the 2.5 
GT/s data rate using 8b/10b encoding as described in Section 4.2.1, then 
when the data rate is changed to 8.0 GT/s or higher, 128b/130b encoding 
is used."

Tut es das nicht, darf da nicht PCIe draufstehen.

fchk

PS: Ich habe mal in die Datenblätter von der Samsung 970 Evo (Gen3 x4), 
980 Pro (Gen4 x4), und 990 Pro und Evo (Gen4 x4, Gen5 x2) geschaut und 
verglichen. Bei einer 2TB SSD liegt die Leistungsaufnahme beim Lesen im 
Mittel bei allen aufgezählten Modellen zwischen 5.5W und 6.1W. Ist also 
unkritisch.

[Clemens L. (c_l)]

Jan schrieb:
> Für die hier beschriebene SSD gilt das laut Hersteller nicht!

Als der NVMe-Standard erschien, war PCIe 3.0 gerade neu, und kein 
anständiges Mainboard würde einen M.2-Slot mit weniger anbieten. 
(Mainboards mit Intel-H310-Chipsatz sind nicht anständig.)
M.2 mit PCIe 1/2 wird nicht erwähnt, weil es für das Marketing kein 
Feature ist.

Jan schrieb:
> Ich habe noch keine SSD in einem herkömmlichen PC nennenswert warm werden
> sehen (ohne Kühlkörper).

Die ersten PCIe-5-Controller (Phison E26 und insbesondere InnoGrit 
IG5666) haben hohe Geschwindigkeiten nur mit roher Gewalt erreicht, und 
wurden gerne mit aktiver Kühlung verkauft.

[Jan (rechenzwo)]

Frank K. schrieb:
> Schon mal in die original PCIe-Spec geschaut?

Nein, ich hab ja nur gesagt, ich wär vorsichtig. Die Annahme daß nicht 
sein kann, was nicht sein darf, ist mir zu optimistisch.

Hier ging es ja um die Kompatibilität mit PCIe 3.0, und die stand ja 
explizit drin im Datenblatt.

Clemens L. schrieb:
> M.2 mit PCIe 1/2 wird nicht erwähnt, weil es für das Marketing kein
> Feature ist.

Das klingt plausibel. Neben mir steht ein Testrechner mit meiner ersten 
NVME SSD. Die kann PCIe 3.0, das H67 Board nur PCIe 2.0. Das hatte noch 
keine Unterstützung für solche SSDs als Bootdatenträger. Die mußte man 
"nachrüsten".

[Εrnst B. (ernst)]

So als Datenpunkt:
NVMe SSDs funktionieren auch am Raspberry (mit HAT), und haben dort nur 
eine einzige PCIe 2.0 Lane.

[Harald K. (kirnbichler)]

Εrnst B. schrieb:
> und haben dort nur eine einzige PCIe 2.0 Lane.

Beim Raspberry Pi 5 kann diese auch auf PCIe 3.0-Betrieb umgestellt 
werden, dann wirds sogar schneller als eine SATA-SSD.

Schon am Raspberry Pi 4 kann man NVMe-SSDs betreiben, allerdings nur, 
wenn man auf den USB3.0-Controller verzichtet, wie es beim "Compute 
Module 4" der Fall ist. Da aber ist ein Umstellen des PCIe-Betriebs 
nicht möglich.

Besser als eine SD-Karte ist aber auch eine mit nur 500 MByte/sec 
betriebene SSD.