c't 5/2016
S. 155
FAQ
SSD

SSDs optimal anschließen

Antworten auf die häufigsten Fragen

SATA, SATA Express oder PCI Express

??? Welche Vorteile bringt eine PCIe-SSD im Vergleich zu einer SATA-6G-SSD? Und wie ist das bei SATA Express?

!!! SATA 6G – auch SATA 3 oder SATA III genannt – überträgt 6 Gigabit pro Sekunde (6 GBit/s), womit theoretisch 600 MByte/s möglich sind. Umgerechnet auf die Übertragung kleiner Datenblöcke mit je 4 KByte ergeben sich daraus 150 000 Ein-/Ausgabeoperationen pro Sekunde, kurz IOPS. Die schnellsten SATA-6G-SSDs schaffen derzeit bei sequenziellen Zugriffen 550 MByte/s und bis zu 90 000 IOPS.

Eine PCI-Express-Lane der zweiten Generation (PCIe 2.0 x1) überträgt 500 MByte/s, also weniger als SATA 6G. Doch erstens verdoppelt PCIe 3.0 die Übertragungsleistung auf 1 GByte/s und zweitens lassen sich PCIe-Lanes bündeln. Mit SATA Express sind zwei Lanes möglich, bei M.2-SSDs bis zu vier; SSDs in der Bauform von PCIe-Karten nutzen hingegen bis zu 16 Lanes.

Ein schnelles Interface nutzt wenig, wenn es der Controller oder die Flash-Chips der SSD nicht ausreizen können. Selbst wenn, beschleunigen superschnelle PCIe-SSDs eher Spezialaufgaben, etwa bestimmte Server-Anwendungen. In typisch genutzen Desktop-PCs und Notebooks bringen sie selten Vorteile. Von extremen sequenziellen Transferraten profitieren Anwender nur in wenigen Situationen; zwischen SSDs mit beispielsweise 90 000 und 130 000 IOPS spürt man im Alltag kaum Unterschiede. Im Allgemeinen sind SATA-6G-SSDs deshalb noch immer eine gute Wahl.

M.2-SSD-Varianten

??? Passt jede M.2-SSD in jedes Mainboard beziehungsweise Notebook?

!!! Nein. Zunächst muss die Länge der SSD zur Position der Befestigungsschraube im System passen. Die Bauformen 2242, 2260 und 2280 sind 4,2, 6 beziehungsweise 8 Zentimeter lang.

Außerdem gibt es M.2-SSDs mit SATA- oder PCIe-Controller; Sie müssen also die passende Version für Ihren Rechner kaufen. Bei den meisten Desktop-PC-Mainboards funktionieren beide Varianten, bei manchen Mini-PCs und Notebooks jedoch nur SATA. Unter den PCIe-M.2-SSDs gibt es wiederum welche mit AHCI- und andere mit NVMe-kompatiblen Controllern. Von Letzteren können nur Mainboards booten, deren BIOS dafür ausgelegt ist.

Verwirrende Umschalt-Automatik

??? Mein neues LGA1151-Mainboard für Skylake-Prozessoren besitzt sechs SATA-Buchsen und eine M.2-Fassung. Kann ich gleichzeitig eine M.2-SSD und sechs SATA-Festplatten anschließen?

!!! Nein. In aktuellen Intel-Chipsätzen sitzen Umschalter, um die Leitungen, die zu den SATA- und M.2-Anschlüssen führen, zwischen SATA und PCI Express umzuschalten. Diese sogenannte „Flexible I/O“-Technik ermöglicht es beispielsweise, ohne zusätzliche externe Bauteile M.2-SSDs anzubinden, die je nach Modell SATA oder PCIe benötigen.

Wie die Tabelle für einen Chipsatz aus Intels Serie 100 (Sunrise Point) zeigt, stehen dort 26 Flexible-I/O-Ports bereit, die sich beispielsweise für 6 USB-3.0-Ports, 6 SATA-6G-Ports und 14 PCIe-Lanes nutzen lassen. Es liegt aber im Ermessen des Mainboard-Herstellers, wie er die Flexible-I/O-Ports des Chipsatzes mit den Buchsen und Steckfassungen verbindet. Dabei muss er für SATA-Express- und M.2-Anschlüsse jeweils Lanes wählen, die der Chipsatz zwischen SATA- und PCIe-Transfers umschalten kann. Daraus ergeben sich Einschränkungen. Viele Mainboards schalten zwei SATA-Ports ab, sobald eine M.2-SSD zum Einsatz kommt, maximal sind dann vier SATA-Ports nutzbar. Was bei Ihrem Mainboard konkret funktioniert, verrät nur das Handbuch.

Nutzloses SATA Express

??? Wozu sind die SATA-Express-Ports auf meinem Mainboard da?

!!! SATA Express war als Zwischenlösung für SSDs gedacht, die mehr leisten, als SATA 6G übertragen kann. Dazu bündelt SATA Express zwei SATA-Ports und überträgt darüber PCI Express statt SATA. So kommt eine PCIe-x2-Verbindung zustande. Inzwischen sind jedoch M.2-SSDs auf dem Markt, die vier PCIe-Lanes verwenden können. Damit gibt es für SATA Express kaum noch eine Existenzberechtigung.

SATA Express für SATA-SSD

Die Flexible-/IO-Technik in Intel-Chipsätzen erlaubt es, bei SATA-Express-Ports und M.2-Fassungen zwischen SATA- und PCIe-Übertragung umzuschalten. Dadurch lassen sich bei vielen Mainboards aber nicht alle SATA- und M.2-Anschlüsse gleichzeitig nutzen.

??? Bringt es einen Vorteil, eine normale SATA-SSD an einen SATA-Express-Port anzuschließen?

!!! Nein. Das funktioniert zwar, aber der SSD-Controller einer SATA-(6G-)SSD unterstützt ausschließlich SATA. Deshalb schaltet das Mainboard den SATA-Express-Port automatisch auf SATA-Betrieb um. Der SATA-Express-Port wäre nur schneller, wenn Sie tatsächlich eine SATA-Express-SSD anschließen, aber die gibt es nirgends zu kaufen. (ciw@ct.de)

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