Forum: PC Hard- und Software Selbst bau SSD NVME Hot-Swap Schacht.


von Nick (schlepser)


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Grüßt euch,

Ich arbeite daran meinen PC zu perfektionieren.
Dazu gehört dass ich was ein baue das für Normale PCs sehr unbeweglich 
ist.
Ein NVME m.2 Hot-Swap Schacht.

Leider sind diese nicht gerade billig, deswegen habe ich überlegt das 
ich mir sowas selbst baue.

Ich habe hierzu ein Model von einem 5.25" erstellt mit 2 Schächten mit 
einem Kühlung Konzept.
Die schlitten sind jeweils mit einem m.2 zu OCuLink ausgestattet. In den 
Schächten befindet sich das männlich Gegenstücke.

Per OCuLink Kabel soll es mit einem m.2 Adapter mit dem Mainboard 
verbunden werden.

Da ist leider auch der haken an der Sache, es gibt zwar OCuLink zu M.2 
Adapter, haben aber keine Aktiven Komponenten drauf. Was soviel bedeutet 
das der PCIE Bus beim entfernen des Mediums zu einem Zusammenbruch des 
Buses führt und ein Absturz des Systems. Führ gewöhnlich beuchte ich ein 
OCuLink-HBA-Karte, die haben von Natur aus volle Hot-Swap Fiktionalität, 
sind aber leider auch verdammt teuer. Um den Zusammenbruch zumindest zu 
verhindern brauche ich einen ReDriver, dieser stabilisiert die 
Verbindung. Bringt nur noch keine richtige Hot-Swap Fähigkeit. Hat wer 
eine Idee wie ich das kosten günstig lösen könnte?

Mfg

von Wolf17 (wolf17)


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Reichen nicht ein USB 3.2 to M.2 Adapter für unter 20€? Der schafft bis 
etwa 1Gbyte/s Transferrate.
Noch schneller, aber auch teurer sind die Thunderbolt oder USB4 to M.2 
Adapter.

von Εrnst B. (ernst)


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Hast du nachgeschaut, ob dein m.2 - Slot überhaupt Hot-Plug fähig ist?
(Also HotPlug-Bit in SltCap gesetzt?)

Hab da noch keine gesehen, und bin auch noch über keine 
Bios-Einstellungen gestolpert, um das einzustellen.

Ohne das Bit geht dein Betriebsystem davon aus, dass die PCIe-Devices 
dauerhaft verbunden sind, selbst wenn du das Laufwerk auswirfst kann es 
sein, dass das System-RAM was sich die SSD zur Verwendung als Cache per 
Busmaster-DMA reserviert hat, erstmal bleibt.
Und so ein Hotplug, der nur für SSDs ohne HMB funktioniert, wär m.M.n 
recht unpraktisch... den meisten m2-Sticks sieht man nicht auf den 
ersten Blick an, ob die HMB benutzen oder nicht.

von Rene K. (xdraconix)


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Wolf17 schrieb:
> Der schafft bis etwa 1Gbyte/s Transferrate.

Nun, da würdest du eine aktuelle M.2 NVME um ein Vielfaches beschneiden. 
Nicht sonderlich Sinnvoll.

von Wolf17 (wolf17)


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Rene K. schrieb:
>> Der schafft bis etwa 1Gbyte/s Transferrate.
> Nun, da würdest du eine aktuelle M.2 NVME um ein Vielfaches beschneiden.
> Nicht sonderlich Sinnvoll.
Einfach mal die volle erste SSD auf eine scnelle, intern gesteckte, 
zweite SSD Dateiweise kopieren und dann wundern, warum da im realen 
Betrieb nur <<1Gbyte/s geflossen sind! Dann das Experiment über den 
billigen externen Adapter an USB3.2 wiederholen. Und, wieviel % 
langsamer ist das?

Klar, wer nur Gigabyte große Videodateien kopiert, würde vom erwähnten 
USB4 Adapter profitieren. Zumindest ein paar Sekunden lang, bis der SSD 
Cache voll ist. Siehe die Tests in der C´t.

: Bearbeitet durch User
von Nick (schlepser)


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Naja man Profitiert schon länger, wenn es um Techniken geht die immer 
wieder auf die gleichen datenzugreift, die im Cache liegen z.b. 
Texturen. Auch für DirectStorage wird es interessant.

Der USB4 Adapter schrägt aber auch die Leistung ein, wegen dem Overhead 
des USB4 Protokolls. Was auch zu meiner Idee rührte. Die SSD hat eine 
Leistung von 5,25 GB/s, eine netto Leistung bei einem USB4 ASM2464 
Kontroller wäre es real gemessen 2-3,5GB/s.

Das mit dem Mainboard habe ich nicht bedacht... D:

von Rene K. (xdraconix)


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Wolf17 schrieb:
> Zumindest ein paar Sekunden lang, bis der SSD
> Cache voll ist.

Wie ein Cache arbeitet ist dir schon bewusst? Nicht jeder schiebt 
tausendfache, unterschiedliche Dateien zwischen Platten hin und her, 
genauso wenig wie ausschließlich Videos kopiert werden. Der Cache behält 
die Daten auf die am meisten zugegriffen wird...

von Jack V. (jackv)


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Rene K. schrieb:
> Der Cache behält
> die Daten auf die am meisten zugegriffen wird.

Vermutlich war hier aber der Schreibcache der SSDs gemeint. Ein kleiner, 
schneller Speicherbereich, damit bei kleineren Datenmengen die beworbene 
Schreibgeschwindigkeit erreicht wird. Lesecache, in dem häufig genutzte 
Daten vorgehalten würden, haben übliche SSDs nicht einmal. Ist da nicht 
notwendig: Lesen ist prinzipbedingt deutlich schneller als Schreiben.

Die interessante Frage ist, ob bei einem handelsüblichen Board die 
NVMe-Anschlüsse überhaupt hotplugfähig ausgelegt sind. Immerhin sind die 
Slots eh nur für rund sechzig Steckzyklen ausgelegt, warum sollte der 
Boardhersteller da zusätzlichen Aufwand für so ein Szenario betreiben?

OT: Es gibt mittlerweile wirklich gute Rechtschreibprüfungen in Browsern 
– damit wäre der Eingangsbeitrag vielleicht zumindest nicht gar so 
katastrophal unlesbar geworden, wie er nun ist.

von Nick (schlepser)


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Grüße, ich danke für das rege Interesse.

Ich habe ein Asus ProArt X870E Creator Mainboard und ich werde mich in 
diesem Zusammenhang mit Asus in Verbindung setzen.

Ansonsten muss ich auf sowas Sparen :
https://geizhals.de/broadcom-hba-9500-16i-05-50077-02-a2282213.html
[Broadcom HBA 9500-16i, PCIe 4.0 x8]
Außer es gibt was gutes auf AliExpress :D

: Bearbeitet durch User
von Rolf M. (rmagnus)


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Jack V. schrieb:
> Die interessante Frage ist, ob bei einem handelsüblichen Board die
> NVMe-Anschlüsse überhaupt hotplugfähig ausgelegt sind.

Und auch bei den SSDs.

von Εrnst B. (ernst)


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Die Hotplug-Fähige Variante von m.2 nennt sich u.2 (SFF-8639)

Ist eher was für Server. Auch da: Nur wenn im BIOS entsprechend 
konfiguriert. Aber bei Server-Mainboards ist's wahrscheinlicher, dass 
das möglich ist.

Evtl. nach Steckkarten PCIe -> u.2 suchen, aber am besten nach welchen 
die auch eine PCIe-to-PCIe Bridge enthalten, und nicht einfach nur die 
Lanes vom Mainboard auf eine Steckverbindung führen.

von Nick (schlepser)


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Jo, nach meinen Recherchen haben m.2-SSDs kein Problem mit Hot-Swap – 
eine Sorge weniger. Was das Mainboard angeht: Normale Mainboards 
unterstützen das nicht, dafür benötigt man einen u.2/u.3-Controller, 
also einen NVMe-Controller. Um eine NVMe-m.2 zu betreiben, braucht man 
einen Adapter, der jedoch u.3 voraussetzt. Soweit ich es verstehe, 
benötigen solche Controller den erweiterten Befehlssatz von u.3, um m.2 
zu betreiben. Der Unterschied zwischen u.3 und u.2 ist folgender: u.2 
ist ein proprietärer NVMe-Standard, bei dem Funktionen wie Hot-Swap je 
nach Hersteller unterschiedlich gehandhabt werden, während u.3 
standardisiert ist, erweitert wurde und drei Modi (SATA, SAS und NVMe) 
bietet. Zusätzlich ist u.3 abwärtskompatibel zu u.2 und somit 
vielseitiger, während u.2 nur NVMe unterstützt. Beide nutzen ähnliche 
Stecker, haben jedoch unterschiedliche elektrische Anforderungen und 
Arbeitsweisen. U.3 ist flexibler in der Pin-Belegung, wird aber bald 
durch EDSFF ersetzt.

Theoretisch können u.2 und u.3 PCIe 5.0 bei 4 Lanes pro Medium 
unterstützen. Allerdings gibt es kaum u.2-Karten, die PCIe 4.0 
tatsächlich unterstützen – auch wenn es oft im Titel stand, wurde dies 
laut Kommentaren selten erreicht. Bei u.3 sieht es besser aus, aber auch 
PCIe 5.0 ist dort noch nicht weit verbreitet und wird es wahrscheinlich 
auch nicht, da Hersteller auf EDSFF setzen. EDSFF löst sich von 
bisherigen Speichermedien-Bauformen und führt vier optimierte Standards 
ein, die sich von den klassischen 2,5-Zoll-Formaten entfernen. Bis heute 
existieren jedoch keine nativen EDSFF-Controller.

Was währe jetzt das beste vorgehen?

von Andreas M. (amesser)


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Nick schrieb:
> Was währe jetzt das beste vorgehen?

Sich Fragen wozu Du das Ganze brauchst?

von Nick (schlepser)


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Andreas M. schrieb:
> Nick schrieb:
>> Was währe jetzt das beste vorgehen?
>
> Sich Fragen wozu Du das Ganze brauchst?

Ich verstehe die Frage nicht ganz. Wie meinst du das?

von Harald K. (kirnbichler)


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Welches Problem meinst Du, mit dem Ansatz lösen zu können? Und lohnt der 
Aufwand dafür, bzw. gibt es nicht möglicherweise auch andere 
Lösungsansätze für das Problem?

Die Möglichkeit, USB zu verwenden, wurde schon erwähnt, und wenn man das 
richtige USB verwendet, dann liegt die erreichbare Bandbreite schon in 
ganz netten Größenordnungen.

USB 3.2 Gen2x2 liefert 20 GBit/sec, USB 4.0 40 liefert 40 GBit/sec. Und 
für beides gibt es PCIe-Karten, um entsprechende Ports nachzurüsten.

Willkürliches Beispiel: 
https://www.asus.com/motherboards-components/motherboards/accessories/usb4-pcie-gen4-card/

von Andreas M. (amesser)


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Nick schrieb:
> Ich verstehe die Frage nicht ganz. Wie meinst du das?

Wozu genau brauchst du Hot-Swap fähige NVMEe Platten in Deinem "PC". 
Klingt ja nicht so als ob das jetzt ein Anwendungsfall ist denn Du 
wirklich bräuchtest sonder eher nach "schau mal was ich habe".

Warum muss das dann unbedingt PCIe 4.0 oder 5.0 sein? Hat dein Board 
überhaupt genügend Lanes dafür übrig? Bei den typischen Desktop CPUs 
reichen die direkt angebundenen Lanes grad mal für die Grafikkarte und 
die Onboard NVMEs aus, die restlichen Slots teilen sich ein paar wenige 
Lanes zusammen mit dem Chipsatz.

Und falls Du wirklich ne CPU der Threadripper Klasse haben solltest die 
ausreichend Lanes hat, dann wird das Geld ja wohl auch noch für ein paar 
EDSFF SSDs reichen.

von Nick (schlepser)


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Grüße und danke für eure bisherige Unterstützung.

Ich möchte ssds wie Kassetten verwenden, das ist mein Ziel. Ich will mir 
Zweck gebundene ssds bauen, die z.b. ein ki Modell drauf hat. Wenn ich 
ein anderes Modell brauche kann die ssd austauschen.

Ich möchte dabei halt garkeine Abstriche machen, wenn es um die Leistung 
geht. Ansonsten würde usb4 nehmen, dass bereits verbaut ist.

Mein System hat viele Lanes die derzeit ungenutzt. Ich brauche auch im 
mindestfall 4 lanes. Auf PCIe5.0 kann ich verzichten aber nicht auf PCIe 
4.0. Die System SSD nimmt PCIe 5.0 für sich beansprucht. Der Umbau wäre 
kräslich.

Ein Threadripper ist es nicht.

Ich sehe aber auch, ohne Kontroller Karte geht es nicht.

Ich wünschte es gäbe solche Karten auch für den m2 slot.

Ich danke für alle eure bisherige Unterstützung.

von Εrnst B. (ernst)


Angehängte Dateien:

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Nick schrieb:
> Ich möchte ssds wie Kassetten verwenden, das ist mein Ziel. Ich will mir
> Zweck gebundene ssds bauen, die z.b. ein ki Modell drauf hat. Wenn ich
> ein anderes Modell brauche kann die ssd austauschen.

Dann bau einfach mehr und größere SSDs in den Rechner ein, und mach die 
Umschaltung zwischen den Modellen in Software.

Als schönes 3D-Druck-Projekt dann einen Kassetten-Slot für das Gehäuse, 
in das du mit NFC-Tags versehene alte Audio-Kassetten einschieben 
kannst, um die Umschaltung zwischen den Modellen auszulösen. Geht sogar 
mit Unterscheidung der "A" und "B"-Seite der Kassette.

Damit hast du noch viel mehr "Retro-Feeling" beim Kassetten-Wechsel, 
maximale Performance, und kein Problem mit den doch stark limitierten 
Steckzyklen von m.2 Slots.


Ansonsten hat DeLock ein ganzes Ökosystem zu deinem Vorhaben, beginnend 
beim 63918 (allerdings PCIe 3.0).

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/adapter_m_2_key_m_sff-8643_nvme_horizontal_2242-236856


(Sorry wegen der JPEG-Artefakte im Bild, waren schon in der Vorlage so)

: Bearbeitet durch User
von Andreas M. (amesser)


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Nick schrieb:
> Ich möchte ssds wie Kassetten verwenden, das ist mein Ziel. Ich will mir
> Zweck gebundene ssds bauen, die z.b. ein ki Modell drauf hat. Wenn ich
> ein anderes Modell brauche kann die ssd austauschen.

Naja ich weis ja nicht wie viele verschiedene Modelle Du brauchst, nimm 
doch einfach nen 8fach NVMe Adapter und fertig.

https://www.sonnetstore.com/products/m2-8x4-pcie-card

(NVMe) SSDs liegen sowieso nicht gerne unbestromt mit Daten im Regal 
rum, gerade die QLC Zellen und und die mit noch mehr Spannungsleveln 
werden vergesslich, insbesondere umso mehr man vorher drauf geschrieben 
hat. Schau Dir mal die erste Tabelle an, was die Jedec Vorgabe ist

https://storedbits.com/ssd-data-retention-period-without-power/

von Harald K. (kirnbichler)


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