Frage zu Z170 Mainboards und "Lane-sharing"

[ares233]

Sehr geehrte Community!

Ich beschäftige mich seid einiger Zeit mit den Z170 Mainboards und lese haufenweise Testberichte und auch hier im Forum. Aber es bleiben ein paar grundlegende Fragen die ich mir nicht beantworten kann weil mir ganz banales Grundverständnis fehlt.

Bei den meisten Boards habe ich gelesen, dass zB. die SATA-Express Anschlüsse sich die Lanes mit jeweils zwei SATA Anschlüssen "teilten". Was ich nicht ganz verstehe ob sie sich dann "nur" die Bandbreite teilen oder ob der Anschluss eines Gerätes am SATA-Express auch wirklich die beiden anderen SATA Ports "belegt", sprich die nicht mehr nutzbar sind.

Selbiges habe ich bei einem Testbericht vom ASRock Z170 Extreme4+ gelesen über den M.2 Slot. Dieser "belegt" zwei SATA Anschlüsse. Würde in in diesem Board (es hat 6 SATA Anschlüsse) also eine M.2 SSD Karte einbauen und das USB-Frontpanel am SATA-Express dann bleiben nur 2 SATA-Ports für Festplatten (oder Blue-ray) usw.? Verstehe ich das richtig? Belegt bei allen Mainboards der M.2 Anschloss je zwei SATA Ports?

Und noch eine Frage habe ich. Hier im Forum werden meistens ASUS Mainboards empfohlen. Ich habe auch vielerorts gelesen, dass ASUS einfach eine sehr gute Qualität hat. ASRock sei nur die Tochterfirma für die billigen, weniger hochwertigen Mainboards?
Bei vielen Testberichten schneiden die ASRock Mainboards teilweise verdammt gut ab im Vergleich zu ASUS, besonders was Geschwindigkeit der Speicheranschlüsse (SATA, M.2) oder auch die Bootzeit (Initialisationszeit bis zum Beginn des Bootvorganges vom Betriebssystem). Oft sind auf unterschiedlichen Plattformen die Test sehr unterschiedlich und suggerieren teilweise komplett gegensätzliche Schlüsse. Kann es auch sein, dass mancherorts die Tests unseriös sind?

Vielen Herzlichen Dank für eure Hilfe!

 

[AdoK]

Was das Lane-sharing angeht, beim jeweiligen Motherboard in die Spezifikationen und/ oder Handbuch vom Motherboard gucken. Da sollte i.d.R. aufgeführt sein was, wie und womit shared ist.

ASRock ist schon seit einigen Jahren eigenständig und hat mit ASUS nichts mehr gemein, siehe https://de.wikipedia.org/wiki/ASRock außer das sie unter dem Dach von Pegatron arbeiten (lassen). Ggfs. auch die englischsprachige(n) Varianten aufrufen, da stehen teils mehr Infos.

 

[LilaMicra]

Zum Thema Asrock vs. Asus, kann ich dir nur sagen, dass meines Wissens nach, Asrock als "Billigableger" von Asus begonnen haben soll.
Mittlerweile steht ein günstiges Asrock-Board einem günstigen Asus um nichts nach. Topmodelle beider Hersteller haben je nach Ausstattung ihre Vor- und Nachteile.
Pauschal würde ich Asrock also nicht verdammen!

LG LilaMicra

 

[MichiSauer]

Zur Teilung der Lanes kann ich dir wenig sagen, zu ASRock allerdings schon.

Seit ASRock wieder aus der ASUS-Gruppe raus und eine eigenständige Firma ist, hat die Qualität massiv zugenommen.
Der alte Schluss Asus=Gute Qualität, ASRock=Schlechte Qualität hat keinen Bestand mehr. Dazu kommt, dass ASRock teils eine bessere Aufteilung auf den Boards hat, teils eine schlechtere.
Kurz gesagt hat sich die Wahl um einen Hersteller erweitert. Ich selbst habe zuletzt nur noch ASRock-Boards verbaut (bis auf ein einzelnes MSI und ein einzelnes Gigabyte), alle laufen hervorragend.
Asus ist bei mir aufgrund der höheren Kosten ohne Mehrnutzen momentan aus den Listen gefallen.

 

[ampere]

Ich glaube der Link hier sollte deine Fragen beantworten. Link

 

[LeChris]

Moin Moin,

erweiterte Recherchen in fortgeschrittenen IT-Dokumenten aka kurzer Blick ins Handbuch aka "RTFM" ergab folgendes:

"Please be noted that the Ultra M.2 Socket (M2_1) is shared with the SATA3_0, SATA3_1
and the SATA Express connector (SATA_EXP0). If either one of them is in use, the others will be disabled" (page 39)

Weiteres "Sharing" konnte ich nicht rauslesen. Es verbleiben demnach also 4 SATA-Ports und 2 SATAe-Ports zu weiteren Verwendung. Ich vermute mal ganz stark, dass sich das Teilen von Ressourcen auf die PCIe-Lanes bezieht. Der M2, ein SATA-Controller und ein SATAe-Controller scheinen da über ein PCIe-Switch am selber PCIe-Controller zu hängen. An welchem Controller (dem in der CPU oder dem im Chipsatz) welches Gerät exklusiv oder welche Geräte/Slots ggf. shared konfiguriert sind, hängt vom jeweiligem Mainboard-Modell ab. Es ist daher durchaus ratsam, sich mal die Handbücher für in Frage kommende Modelle anzuschauen.

Mainboard-Marken: naja, das ist so ein tlw. auch emotionales Thema. Als ich mich vor Jahren auch noch intensiver mit PC-Building beschäftigt hatte, kam ASRock gerade in den Markt. Damals kämpfte man durchaus stärker mit Eigenheiten diverser Chipsätze oder Speichermodulen und ASRock war da vorsichtig formuliert nicht gerade hilfreich. Seitdem haftet sehr stark der Ruf einer billigen Billigmarke an ASRock. Die 3 großen Marken ASUS, MSI & Gigabyte kommen besser weg. Ob das auch heute noch auch einen statistisch belegbaren Hintergrung hat (lies: höhere Defekt-/Reklamationsrate), vermag ich aber nicht zu sagen. Das Mainboard ist nunmal die zentrale Komponente, die alles verbindet - da gilt der alte Selfbuildergrundsatz, nicht unbedingt dort die letzten 10 oder 20 Euro zu sparen ...

Tests: ...sind grundsätzlich nicht vergleichbar. Die Testmethoden sind sehr vielfältig, einige davon vielleicht auch eher amateurhaft als unseriös. Bei großen Vergleichen wo ein paar dutzend Modelle unter ähnlichen, dokumentierten Methoden antreten mussten, kann man mal stärker reinschauen. Aber hier sind die Unterschiede häufig eher im Bereich der Messungenauigkeit.

Als IT-Nerd ist das Mainboard so ein unendliches Thema. Gut, dass du dich da einliest. Falls man sich einen PC für den langfristigen Gebrauch basteln mag, ist es gar nicht so einfach, trotz Modellvielfalt seinen Wunschkandidaten zu finden. Naiverweise hab ich mal aus Eigeninteresse geschaut: Sockel 115*, mATX, optischer Audio-Out, alles nur kein Killer-LAN (ich will leben...) und vielleicht noch eSATA ... vergiß' es ... bin jetzt bei MSI zwischen Z170 und B150 hängen geblieben, eSATA geht zur Not auch über eine extra Slotblende.


Beste Grüße!

 

[h00bi]

Was SATA Express shared und was nicht ist in den meisten Fällen uninteressant, weil du i.d.R. eh keine SATA Express Geräte hast.
Außer diesem ASRock Frontpanel gibts da nix sinnvolles dafür.

Bei M.2, egal ob SATA oder PCIe kommt es drauf an wie dein Board damit umgehen kann. Ein gutes Board sollte eigentlich in der Lage sein SATA 0 und 1 auf andere PCIe Lanes zu verschieben.
So ist das von Intel wohl auch gedacht:
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/970x546/2014/07/____-2014-07-12-__4.51.42-665x477-pcgh.png

Und zum Thema Marke: Da gehen die Meinungen auseinander. Grundsätzlich ist ASRock heute wesentlich besser als früher.
Ich persönlich meide z.B. Asus, weil ich deren UEFI Umsetzung sehr mies und kompliziert finde. Zu BIOS Zeiten war ich großer Biostar Fan, seit UEFI Zeiten benutze ich primär MSI Boards.

 

[Maschendraht]

1. Lane-Sharing bedeutet primär noch nicht, dass sich die Anschlüsse auch Physikalisch die Schnittstellen teilen, es bedeutet vorerst einmal nur, dass sich die Anschlüsse die Lanes teilen. Das wiederum kann bedeuten, dass sich die Lanes per Switch im laufenden Betrieb hin und her schalten lassen können. (sowas hat man mit den PLX-Chips schon eine ganze Weile für die X16-Schnittstellen der Grakas in petto)

Das Lane-Sharing kann aber auch bedeuten, dass bei Nutzung von Anschluß x der Anschluß y und evtl auch noch andere brach liegen, da sie durch die "Umschaltung" nicht mehr angesprochen werden können.

Folgendes Beispiel anhand der x16-Anschlüsse vieler Platinen:

es gibt / gab für die Anbindung nur 16 Lanes und man hat bei Benutzung einer Graka alle dieser zugesprochen, bei einer zweiten Graka hat man allerdings 8 Lanes dort abgeknappst und der zweiten zugesprochen. Dieses Beispiel zeigt Lanesharing mit der folge, daß der eigentlich vorher mit 16 Lanes angesprochene Anschluß sich diese mit einem anderen teilt, aber nur zum Teil auf eigene Lanes verzichten muß.

Bei anderen Situationen wie Sataexpress wird meist auch der Anschluß umgewidmet. Hier werden zwei physikalische Sata-Anschlüsse zusammen mit einer dritten Buchse zu einem Sataexpress-Anschluß. Man kann hier denselben Anschluß immer nutzen, aber mit unterschiedlichen Protokollen und damit mit unterschiedlichen Endgeräten. Beides zugleich ist nicht vorgesehen und wäre hier auch Ressourcenverschwendung von Lanes, von denen man eh nie genug hat.

etwas weiter ab vom eigentlichen Problem: Entweder man baut sich einen Berg HDDs ein und es wird ein Datengrab-PC oder man baut eine flotte SSD ein und hat einen ordentlichen Gamer-PC, wenn man sich diese Aufteilung erlauben kann. Eine Mischung aus beidem ist immer nur ein schlechter Kompromiß. DatenHDDs sollten nicht mitlaufen, wenn sie nicht gebraucht werden, auch, wenn sie eigentlich ja immer "abgeschaltet" werden nach 10min oder weniger.

Also: Lane Sharing hat gewisse Vorteile (Variable Nutzung von Ressourcen und Komponenten) aber auch Nachteile (gleichzeitige Nutzung nicht möglich)

 

[ares233]

Erstmal danke an alle. Ich bin nun eine ganze Ecke schlauer. Ich habe mir auch mal die genaueren Spezifikationen von einigen ASRock und ASUS Boards angeschaut.

Sofern ich das richtig verstehe kann man am M.2 Port entweder eine SSD anschließen die über die PCI Lanes angeschlossen ist oder eine die über die SATA Lane (sofern man das so ausdrücken kann) läuft. Das sind ja technisch unterschiedliche SSD's. Jedenfalls wenn man eine PCIe SSD anschließt verliert man keine SATA Lanes. Wenn man jedoch eine SATA SSD am M.2 Port anschließt verliert man bei den ASRock Boards SATA_0 und SATA_1, bei den ASUS Boards anscheinend nur den SATA_0.
Das find ich jetzt total überraschend (auch verwirrend) und es macht ASUS auf einmal viel attraktiver.

Wobei ich denk, wenn ich mir mal eine M.2 SSD leiste (eine MX100 habe ich ja schon) dann wird's eher eine PCIe sein

 

[DaMoffi]

Genau. Eine SATA-M.2 macht nur Sinn, wenn man den Platz nicht hat, da sie im Allg. (mit Ausnahmen) teurer sind als die normalen SATA-SSDs, aber eben nicht besser.

Also wenn schon M.2, dann PCIe ... und dann ist doch das SATA-Sharing egal.

 

[Unlimited1980]

Noch eine Frage im Zusammenhang mit PCIe-Lanes und schneller Anbindung von PCIe-SSDs wie z.B. der Samsung SM951 NVMe oder der neuen 950 habe ich:

Es gibt immer wieder Leute, die schreiben in Foren, dass man darauf achten soll, dass sie 4x PCIe-Lanes über die die SSD angeschlossen ist "DIREKT" mit der CPU verbunden sind.... was meinen sie denn bloß damit?

 

[LeChris]

Es gibt 2 PCIe-Controller. Einen in der CPU, einen im Chipsatz. Insbesondere die Zugriffszeiten aka Latenz auf PCIe-Geräte, welche direkt am Controller der CPU hängen, sind geringer als jene am Chipsatz. Zwischen CPU und Chipsatz gibt es ein Interface, was bei Intel DMI heißt und eine zusätzliche Latenz und theoretisch auch eine begrenzte Übertragungsrate hat. Wobei bei DMI 3 des Sockel 1151 Letztere noch über 4x PCIe 3.0 liegen sollte ( 6 vs 4 GB die Sekunde, ohne Gewähr).

Nun ist die Zauberfrage, wo elektrisch der M2 angeschlossen ist. Mein Rat für jemanden, welcher sich nicht im Kreise der Ubernerds sieht: eine vernünftige SATA-SSD wie die 850 EVO tut es auch...

 

[Unlimited1980]

Es gibt 2 PCIe-Controller. Einen in der CPU, einen im Chipsatz. Insbesondere die Zugriffszeiten aka Latenz auf PCIe-Geräte, welche direkt am Controller der CPU hängen, sind geringer als jene am Chipsatz. Zwischen CPU und Chipsatz gibt es ein Interface, was bei Intel DMI heißt und eine zusätzliche Latenz und theoretisch auch eine begrenzte Übertragungsrate hat. Wobei bei DMI 3 des Sockel 1151 Letztere noch über 4x PCIe 3.0 liegen sollte ( 6 vs 4 GB die Sekunde, ohne Gewähr).

Wow!
Danke für die Erklärung, das ist wirklich aufschlussreich!

Nun ist die Zauberfrage, wo elektrisch der M2 angeschlossen ist. Mein Rat für jemanden, welcher sich nicht im Kreise der Ubernerds sieht: eine vernünftige SATA-SSD wie die 850 EVO tut es auch...

Was würdest du sagen, wie der Anschluss bei diesem MB vorliegt und wie kann man das evtl. selber erkennen?
Ochmeine, okay von der Bandbreite sind ja derzeitige SSDs nicht betroffen, aber evtl. künftige... und eine kurze Latenz macht ja bei der 950 pro schon Sinn.

http://geizhals.eu/asrock-z170-extreme4-90-mxgyj0-a0uayz-a1306610.html

 

[DaMoffi]

Das sieht man im Allg. im Handbuch. Beim Z170 Extreme4 teilt sich der M.2 die Bandbreite mit SATA Express und den SATA-Anschlüssen 0 und 1. Das kommt also alles vom Chipsatz.

Das wird auch m. E. bei allen Skylake-Boards so sein, da der Chipsatz mittlerweile mehr PCIe3.0-Lanes zur Verfügung stellt als die CPU selber. Warum sollte man der CPU die begrenzten Lanes klauen, wenn der Chipsatz eigentlich genug liefert?

In der Vergangenheit wurde das manchmal gemacht: So hatten z. B. die Top-Z97-Boards von AsRock schon einen "Ultra-M.2"-Slot mit PCIe3.0 x4-Anschluss.
Die kamen also von der CPU, da der Z97-Chipsatz selber nur PCIe2.0 bereitstellt. Wenn eine solche M.2 genutzt wurde, dann lief die GPU aber nur noch mit x8, was zwar nicht schlimm ist, aber es war eben nicht "normal" und wurde m. E. von Intel auch nicht gerne gesehen.

 

[Unlimited1980]

Zitat entfernt - Bitte Regeln beachten!​

Ahja... mh okay... du möchtest also sagen, man hat bei den aktuellen Chipsätzen Z170 keinen Nachteil, wenn man die SSD über den Chipsatz anbindet?

Könnte es Probleme gaben, dadurch, dass die 4x M.2 Ports sich die Anschlüsse mit den SATA-Ports teilen?

Hat man evtl doch gewisse Latenzvorteile, wenn man die Intelonboardgrafik verwendet und statt einer GraKa in den 16x-PCIe-Port einen M.2 Adapter mit der BootSSD steckt?

 

[AdoK]

Wie sollen sich denn die Latenzvorteile bemerkbar machen? Ob die SSD nun über die CPU oder den Chipsatz angebunden ist, ist m.M.n. egal. All diese reagieren und arbeiten in solch kurzen Sekundenbruchteilen, die mag man messen können, wir als Mensch werden den Unterschied wohl kaum wahrnehmen können.

Viele SSDs haben eine Zugriffszeit von < 0,1ms. Das sind Zeiten die man als Mensch nicht bemerkt und/ oder wahr nehmen kann, dafür sind wir viel zu träge. Selbst wenn sie sich um 0,05ms verkürzen oder erhöhen, du merkst davon nichts.

M.M.n. machst du dir darüber viel zu viel Gedanken. Hier ist eine SM951 im 'Ultra M.2 Slot' in einem Z97 Extreme6 und die 'rennt wie der Teufel', wenn man ihr nur genug an Futter gibt. Bekommt sie eben nicht genug Futter, um ihre Geschwindigkeit voll zur Entfaltung bringen zu können wie z.B. bei doch eher kleinen Dateien ist sie genau so langsam/ schnell wie eine normale SATA 6Gbit/s SSD, wie z.B. Crucial m550 oder Samsung 840 Pro.

 

[DaMoffi]

Schlechtes Beispiel, da genau diese M.2 beim Z97 Extreme6 dann ja (eher als Ausnahme denn als Regel) an er CPU hängt.
(Am Chipsatz können die also noch langsamer sein, was aber m. E. nicht der Fall ist und nicht mal bei Benchmarks auffällt.)

Bin aber voll bei dir. In der Praxis wird man m. E. den Unterschied zw. einer SATA-SSD und einer PCIe-x4 nicht merken.
Siehe auch die Praxistest hier: https://www.computerbase.de/artikel/storage/samsung-ssd-950-pro-test.51675/seite-6#abschnitt_programmstart__installation

Alle SSDs (unabhängig von der Schnittstelle) liegen zw. 6,4 und 7,2 Sekunden.
Diese schnellen Starts und Zugriffe machen eine SSD aus.

Natürlich gibt es dann Unterschiede beim Entpacken und Kopieren durch die höheren Schreib- und Leseraten. Aber wie oft machst du sowas im Allg. und kommt es dir da wirklich auf ein paar Sekunden an?

Und wie gesagt: Das sind die Unterschiede zw. PCIe- und SATA-SSD. Die Unterschiede zw. PCIe-SSDs an Chipsatz und PCIe-SSDs an CPU merkst du Null. Ne, nicht Null: -1!

 

[LeChris]

Selber erkennen ist recht schwierig. Aus dem Handbuch geht es nicht hervor. Durch das Sharing liegt die Vermutung nahe, dass der Slot am Chipsatz hängt. Die 3 großen Slots scheinen zudem von zusammen 20 Lanes angesprochen zu werden, was der Kapazität vom PCIe-Controller der CPU entspricht. Dadurch müssten 3 Grafikkarten im Verbund nicht durch den eventuellen Flaschenhals DMI kommunizieren. Solange es aber keine belastbaren Infos vom Hersteller wie ein vereinfachtes Schaltbild gibt, bleibt ein gewisser Spekulationsfaktor zurück.

Wenn ich in meine Kristallkugel schaue, sehe ich eher DIMM-basierte SSDs vorne, da kann M.2 dran hängen wo will ...

 

[Unlimited1980]

Zitat entfernt

@AdoK
Naja, deine Argumentation zieht nicht wirklich, weil wenn man auf 1000ende kleine Dateien zugleich zugreifen muss und man bei jeder Datei wie von dir angeben die halbe Zugriffszeit hat, dann wird man seinen Job auch doppelt so schnell abgearbeitet haben, würde ich zumindest mal vermuten...

Ergänzung (4. November 2015)

Zitat entfernt

@Nando.
Stimmt komischerweise.
Ich kann mir das echt nicht erklären, wieso die 950 Pro in den Anwendungsstarts so wenig besser abschneidet.
Die Latenz auf Protokolleben AHCI vs. NVMe ist mindestens doppelt so schnell.
Wieviel schneller dadurch die Latenz des SPeichers wird kann ich leider nicht sagen, kann aber gut mehr als doppelt so schell sein...
Durchsatz ist auch 4x so groß.
Summasummarum müsste die SSD locker mehr als 4x so schnell Programme starten, wenn man der Logik folgt.

Wieso zum Geier ist die SSD nur im Promillebereich schneller?
Gibts dafür plausible erklärungen?
Wo ist der Fehler?

 

[LeChris]

Das Laden der Anwendungsdaten in den Speicher ist nur ein Teil des Starts. Viel wird im Speicher selbst gearbeitet, wenn zB die Bereiche für materialisierte Objekte allokiert werden. Übel reinschlagen dürften auch die Kontextwechsel zwischen Anwendungsprozess und Kernelprozesse, lies der Overhead in der CPU ist recht groß. Sobald 3 oder mehr GB im Spiel sind, ist die 950 schneller, wie hier im CB Test festgehalten. Allerdings werden beim Start selten gigabyteweise Daten abgerufen.

PS: ares223, falls du noch immer im Salat der PCIe Lanes festhängst und noch Fragen hast, immer raus damit...