NVMe-Support fĂŒr alte Computer

Ausgangslage

Auf meinem GA-Z97m-D3H waren bereits alle SATA-Ports belegt, aber ich benötigte fĂŒr 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 fĂŒr meine neu erworbene WD Blue SN550 500 GB.

Wie man diesen Adapter nachrĂŒstet

Bevor man diesen Adapter kauft, muss man herausfinden, ob das eigene Mainboard ĂŒberhaupt NVMe-fĂ€hig ist. Die meisten alten Mainboards sollten Anfang 2015 BIOS-Updates bekommen haben, die NVMe-FunktionalitĂ€t nachrĂŒsten. Das muss man aber dringend auf der Hersteller-Website ĂŒberprĂŒfen!

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 mĂŒsst 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 fĂŒr 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 mĂŒsst Ihr es nun aktualisieren.

UEFI-BIOS-Version unter Ubuntu auslesen:

sudo dmidecode -t 0

Noch Platz frei?

Nun prĂŒft man, mit einem Blick in den Rechner, ob ĂŒberhaupt 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 ĂŒber 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 (grĂ¶ĂŸere 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 ĂŒber 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-AusfĂŒhrung

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

Zusammenbau

Ich habe mir einen Adapter der Firma „6amLifestyle“ gekauft, der in SteckplĂ€tzen bis x16 Platz findet. Tja, 4x hĂ€tten ja auch gereicht. Dazu die schon erwĂ€hnte WD SN550 mit 500 GB.

Der Adapter kommt mit allem – und noch viel mehr – was man fĂŒr den Einsatz benötigt. Ein Abstandshalter mit Schraube aus Messing, ein KĂŒhlkörper mit GummibĂ€ndern, gleich vier WĂ€rmeleitpads und ein Schraubenzieher sind im Lieferumfang enthalten.

wd blue
Der Adapter und die M.2 SSD

Möchte man den beiliegenden KĂŒhlkörper benutzen, so legt man das WĂ€rmeleitpad so auf die SSD, dass alle Chips damit bedeckt sind, legt den KĂŒhlkörper darauf und befestigt ihn so mit den GummibĂ€ndern, dass die Platine der SSD nicht verbogen wird. Vorzugsweise sitzen die GummibĂ€nder also ĂŒber den Speicherchips der SSD.

m.2 ssd wÀrmeleitpad
SSD mit WĂ€rmeleitpad

m.2 mit KĂŒhlkörper
SSD mit KĂŒhlkörper

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 fĂŒr unterschiedlich lange SSDs! Besonderes Highlight: Er passt in PCIe-Slots mit 4x, 8x und 16x Lanes, ohne dass diese dafĂŒr eine Aussparung fĂŒr lĂ€ngere Karte am hinteren Ende haben mĂŒssen!

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 wĂŒrde 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 Àlteren 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 DatentrÀgerverwaltung 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 verfĂŒgt ĂŒber 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 Àlterer Mainboards erkennt wohl eine NVMe-SSD nur, wenn diese bereits GPT partitioniert wurde. Erst danach erscheint sie auch als auswÀhlbares Boot-Device.

Betriebssystem kopieren

Ich empfehle das laufende Betriebssystem mit Clonezilla auf die neue NVMe-SSD zu ĂŒbertragen. 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 fĂŒr so eine alte Scherbe von Rechner ganz okay. Theoretisch wĂ€ren 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 fĂŒr mich den Aufwand. 🙂

Über den Autor

Hessi

Michael "Hessi" Heßburg ist ein ehemaliger Informatiker mit langjĂ€hriger Erfahrung und ein vielseitiger Technik-Enthusiast mit Interessen in Haus & Garten, Hausrenovierung, IT, 3D-Druck, Retrocomputing und Autoreparatur. DarĂŒber hinaus beschĂ€ftigt er sich auf seiner Website mit gesellschaftspolitischen Themen wie Datenschutz und Überwachung. Hessi betreibt diese Website seit ĂŒber 25 Jahren und ist seit 20 Jahren freiberuflicher Autor. In seinem Blog teilt er fundierte Einblicke und praktische Tipps, um seine Leser bei ihren Projekten und Hobbys zu unterstĂŒtzen. Hessi legt großen Wert darauf, dass seine Themen sorgfĂ€ltig recherchiert und auch fĂŒr Laien verstĂ€ndlich aufbereitet sind.

2 Gedanken zu „NVMe-Support fĂŒr alte Computer“

    • As I said: Contrary to the many descriptions on the net, even a Windows 10 installation stick does not recognise the SSD! So if you have an old board, you should already have a running Windows 10, or the board has a native M.2 slot. Alternatively, you can also partition the SSD in another computer or notebook with GPT. Even without Windows.

      Background
      The UEFI BIOS of older mainboards probably only recognises an NVMe SSD if it has already been GPT partitioned. Only then does it appear as a selectable boot device.

      Copying the operating system
      I recommend transferring the running operating system to the new NVMe SSD with Clonezilla. This is the easiest and fastest way. Clonezilla is the absolute power in this area. It clones everything. All in all, the whole action took me less than four minutes.

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