NVMe-Sup­port für alte Computer

Lese­dau­er 6 Minu­ten

Aus­gangs­la­ge

Auf mei­nem GA-Z97m-D3H waren bereits alle SATA-Ports belegt, aber ich benö­tig­te für mein ele­men­ta­ry OS eine neue SSD, denn ich hat­te die aus mei­nem Note­book in den Rech­ner gebaut. 500 GB-SATA-SSDs kos­ten aktu­ell (01÷2021) ca. 75 Euro, wenn man eine schnel­les „Lauf­werk” mit 3D-NANDs haben möchte.

Da aktu­ell die NVMe-SSDs deut­lich bil­li­ger (55 Euro) und wesent­lich schnel­ler (2.400 MB/​sec) als ihre SATA-Pen­dants (475 MB/​sec) sind, benö­tig­te ich einen Adap­ter für mei­ne neu erwor­be­ne WD Blue SN550 500 GB.

Wie man die­sen Adap­ter nachrüstet

Bevor man die­sen Adap­ter kauft, muss man her­aus­fin­den, ob das eige­ne Main­board über­haupt NVMe-fähig ist. Die meis­ten alten Main­boards soll­ten Anfang 2015 BIOS-Updates bekom­men haben, die NVMe-Funk­tio­na­li­tät nach­rüs­ten. Das muss man aber drin­gend auf der Her­stel­ler-Web­site überprüfen!

Wel­ches Main­board Ihr besitzt, könnt Ihr ent­we­der an der auf­ge­druck­ten Typ­be­zeich­nung sehen (meist zwi­schen den Erwei­te­rungs­s­lots auf dem Main­board zu fin­den), oder unter Ubun­tu & Co durch den Befehl

sudo dmidecode | grep -i product

anzei­gen lassen.

Benutzt Ihr das Point & Click-Adven­ture „Win­dows”, so müsst Ihr Euch Fremd­soft­ware wie CPU‑Z installieren.

Wie dem auch sei: In mei­nem Fall ist das Main­board ein Z97M-D3H von Giga­byte. Das hat bereits mit der BIOS-Ver­si­on f6 ein Update für NVMe-SSDs bekom­men. Ruft die Web­site des Her­stel­lers auf und sucht in der Auf­lis­tung der BIOS-Ände­run­gen nach „NVMe”. Habt Ihr ein BIOS, wel­ches neu­er ist als das mit dem NVMe-Sup­port, dann ist alles gut und wir machen wei­ten. Ist Euer BIOS ver­al­tet, so müsst Ihr es nun aktualisieren.

UEFI-BIOS-Ver­si­on unter Ubun­tu auslesen:

sudo dmidecode -t 0

Noch Platz frei?

Nun prüft man, mit einem Blick in den Rech­ner, ob über­haupt noch ein pas­sen­der PCIe-Slot frei ist. In mei­nem Fal­le war der ein­zi­ge PCIe 3.0 16x-Slot von der Gra­fik­kar­te belegt. Ein­zig ein PCIe 2.0 16x-Slot, der nur über den Z97-Chip­satz ange­bun­den ist, war noch frei. PCIe 2.0! 🙁  Das ist Mist!  War­um? Dazu gleich mehr!

Ein Wort zu PCIe

Es gibt PCIe in den Ver­sio­nen 1.0 bis 6.0.
Es gibt PCIe mit x1, (x2), x4, x8, x16 Slots.
Hier etwas Theo­rie, in der Pra­xis mag das manch­mal anders sein:
Alte Kar­ten (z.B. PCIe 1.x) pas­sen in neue Slots (6.0) – und umgekehrt.
Jede PCIe-Kar­te passt in jeden Slot (grö­ße­re Kar­ten in klei­ne­re Slots, sofern das bau­lich mecha­nisch mög­lich ist. Die jeweils klei­ne­re Ver­si­on bestimmt die maxi­ma­le Geschwindigkeit!

PCIe M.2 geschwindigkeiten
PCIe-Slots im Vergleich

Ein Wort zu M2. NMVe SSDs

M.2 NVMe SSDs benut­zen nur vier PCIe Lanes (x4), das begrenzt die Daten­ra­ten in GB/​sec wie folgt:

Version/​Lanes PCIe 1.0 PCIe 2.0 PCIe 3.0 PCIe 4.0 PCIe 5.0 PCIe 6.0
×4 1 2 4 8 16 32

In mei­nem Fall heißt das, dass bei 2 GB/​sec bzw. 2.000 MB/​sec Fei­er­abend ist. Okay, das ist immer noch mehr als vier­mal so schnell wie mei­ne alte San­Disk SSD Plus 480 GB. Die schafft fast 460 MB/​sec lesend und 360 MB/​sec schrei­bend. Die neue WD Blue SN550 mit 500 GB schafft 2.400 lesend (in eini­gen Bench­marks sogar über 2.500, in ande­ren aber auch nur 1.600 MB/​sec!). Wir wer­den sehen!

m.2 slot m-key
M.2 Slot in M‑Key-Aus­füh­rung

leistung ssd plus 480 gb benchmark
Leis­tung der alten San­Disk SSD Plus mit 480 GB Kapazität

Zusam­men­bau

Ich habe mir einen Adap­ter der Fir­ma „6amLifestyle” gekauft, der in Steck­plät­zen bis x16 Platz fin­det. Tja, 4x hät­ten ja auch gereicht. Dazu die schon erwähn­te WD SN550 mit 500 GB.

Der Adap­ter kommt mit allem – und noch viel mehr – was man für den Ein­satz benö­tigt. Ein Abstands­hal­ter mit Schrau­be aus Mes­sing, ein Kühl­kör­per mit Gum­mi­bän­dern, gleich vier Wär­me­leit­pads und ein Schrau­ben­zie­her sind im Lie­fer­um­fang enthalten.

wd blue
Der Adap­ter und die M.2 SSD

Möch­te man den bei­lie­gen­den Kühl­kör­per benut­zen, so legt man das Wär­me­leit­pad so auf die SSD, dass alle Chips damit bedeckt sind, legt den Kühl­kör­per dar­auf und befes­tigt ihn so mit den Gum­mi­bän­dern, dass die Pla­ti­ne der SSD nicht ver­bo­gen wird. Vor­zugs­wei­se sit­zen die Gum­mi­bän­der also über den Spei­cher­chips der SSD.

m.2 ssd wärmeleitpad
SSD mit Wärmeleitpad

m.2 mit Kühlkörper
SSD mit Kühlkörper

Nun steckt man die NVMe-SSD in den Slot auf dem Adap­ter und klemmt den Abstand­hal­ter in die halb­run­de Aus­spa­rung auf der SSD und das Loch am Ende des Adap­ters. Mit der Schrau­be den Abstand­hal­ter fest­schrau­ben und schon sitzt die SSD span­nungs­frei auf dem Adapter.

m.2 befestigung adapter
Adap­ter von unten

m.2 SSD auf Adapter
Adap­ter von oben

m.2 ssd auf pcie adapter
Fer­tig zusammengesetzt

Ein­bau in den Rechner

Die­ser Adap­ter bie­tet ins­ge­samt gleich vier Befes­ti­gungs­lö­cher für unter­schied­lich lan­ge SSDs! Beson­de­res High­light: Er passt in PCIe-Slots mit 4x, 8x und 16x Lanes, ohne dass die­se dafür eine Aus­spa­rung für län­ge­re Kar­te am hin­te­ren Ende haben müssen!

Dabei ist aller­dings zu beach­ten, dass es bei 4x und 8x-Slots kei­ner­lei Befes­ti­gungs­mög­lich­kei­ten gibt. Erst in einem x16-Slot kann der Adap­ter mit der Klam­mer des Slots arre­tiert wer­den. Aller­dings nur im hin­te­ren Bereich! Vor­ne kann der Adap­ter her­aus­rut­schen! Bei einem Trans­port des Rech­ners soll­te man also tun­lichst dar­auf ach­ten, dass dies nicht passiert!

Per­sön­lich wür­de ich die­sen Adap­ter nur kau­fen, wenn ich ihn in einen x16-Slot ste­cken kann. Andern­falls rate ich drin­gend, zu einem Adap­ter mit Slot­blech! Da kann man dann auch beru­higt zu einem mit „nur” PCIe x4 Anschluss greifen.

m.2 pcie nvme eingebaut
Die Kar­te steckt im Rechner

Initia­li­sie­rung bei älte­ren Boards

Steckt der NVMe-PCIe-Adap­ter erst mal in dem Board, pas­siert exakt gar nichts! Die SSD wird weder als Boot­de­vice erkannt, noch erscheint sie z.B. unter Linux unter den PCI-Devices. Aber kei­ne Sor­ge, weder die SSD noch der Adap­ter sind defekt, denn ein­zig direkt unter Win­dows wird die SSD erkannt, sobald man die Daten­trä­ger­ver­wal­tung aufruft.

m.2 pcie nvme adapter eingebaut
Das ers­te Lebens­zei­chen! Vier ultra­hel­le LEDs? Ernsthaft?

Im Gegen­satz zu den vie­len Beschrei­bun­gen im Netz erkennt auch ein Win­dows 10-Instal­la­ti­ons­stick die SSD nicht! Wenn man also ein altes Board besitzt, soll­te man schon ein lau­fen­des Win­dows 10 am Start haben, oder das Board ver­fügt über einen nati­ven M.2‑Slot. Alter­na­tiv kann man die SSD auch in einem ande­ren Rech­ner oder Note­book mir GPT par­ti­tio­nie­ren. Auch ganz ohne Windows.

Hin­ter­grund

Das UEFI-BIOS älte­rer Main­boards erkennt wohl eine NVMe-SSD nur, wenn die­se bereits GPT par­ti­tio­niert wur­de. Erst danach erscheint sie auch als aus­wähl­ba­res Boot-Device.

Betriebs­sys­tem kopieren

Ich emp­feh­le das lau­fen­de Betriebs­sys­tem mit Clo­ne­zil­la auf die neue NVMe-SSD zu über­tra­gen. Das ist der ein­fachs­te und schnells­te Weg. Clo­ne­zil­la ist die abso­lu­te Macht in die­sem Bereich. Das klont alles. Die gan­ze Akti­on dau­er­te bei mir alles in allem kei­ne vier Minuten.

Leis­tung der neu­en SSD

Tja, und was hat das nun gebracht? Ich kann jetzt nicht behaup­ten, dass der Rech­ner signi­fi­kant schnel­ler geboo­tet ist.

Leistung SN550 pcie 2.0

Das ist weit unter den zuge­sag­ten Daten der SSD und noch deut­lich unter der theo­re­ti­schen(!) Leis­tung des PCIe 2.0‑Busses.

Ja, okay, 1,6 GB/​sec lesend und 1,3 GB/​sec schrei­bend sind schon für so eine alte Scher­be von Rech­ner ganz okay. Theo­re­tisch wären 2,4 GB/​sec drin, aber wenn man sich mal alle mög­li­chen Test­ergeb­nis­se, gera­de von M.2‑SSDs so ansieht, dann stellt man fest, dass irgend­was zwi­schen 1,6 und 2,5 GB/​sec im nor­ma­len Bereich lie­gen. Je nach­dem, wer womit was gemes­sen hat.

Beschleu­ni­gung im Ver­gleich zur SATA-SSD

Lesend: 3,5 x so schnell
Schrei­bend: 3,7 x so schnell
Zugriffs­zeit: 2 x so schnell

Fazit

Die­ser Adap­ter ist zusam­men mit einer guten NVMe-SSD immer noch bil­li­ger als eine gleich gro­ße SATA-SSD mit 3D-NANDs allei­ne. Und eben im Zwei­fel deut­lich schnel­ler. Allei­ne das recht­fer­tigt für mich den Aufwand. 🙂

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