SATA Express und U.2 und M.2 und SAS

[haiopai]

Hallo,
da es ja scheinbar keine SSD mit SATA Express gibt (warum auch immer)
Frage ich mich, ob man diesen Anschluss nicht auch anders nutzen kann, ist er kompatibel zu U.2oder zu SAS? oder gibt es einen Adapter auf M.2? Alle Anschlüsse übertragen ja via PCIe, also dürfte es doch eigendlich kein Problem sein oder?
finde dazu leider nichts im Netz.

MFG

 

[h00bi]

SATA Express ist auf fast jedem Board auch als 2x SATA nutzbar. Der kleine Port am rand bleibt dann einfach frei.

U.2 und SATA Express sind nicht kompatibel, hab ich schon ausprobiert.
M.2 PCIe ebenfalls nicht. M.2 SATA kann man natürlich adaptieren.
SAS geht nicht (bzw. technisch vielleicht irgendwie machbar den SAS Zusatzcontroller da drauf zu schalten, aber mir wäre kein Board bekannt).

 

[haiopai]

aber Sata Express unterstütz ja auch das NVMe Protokoll und Läuft auf PCIe2x4 also wieso kann man es dann auch nicht als solches nutzen, sondern nur als 2x SATA6G
da muss es doch Adapter zu geben.

 

[DunklerRabe]

SATA Express ist eine Nische und wird das vermutlich auch bleiben, bzw. man kann es als tot ansehen. Es besteht eine gewisse Kompatibilität mit U.2, die Wikipedia hat eine Matrix: https://en.wikipedia.org/wiki/SATA_Express#Connectors
In der Praxis hat man davon aber nichts, glaube ich. Diese Möglichkeiten sind rein theoretisch, es scheitert an der Verfügbarkeit entsprechender Gerätschaften. Ich glaube man kann das zusammenfassen zu "SATA Express Devices funktionieren in U.2-Backplanes wenn hostseitig SATA über U.2 supportet wird".

Der Anschluss an SATA Express Devices ist mechanisch identisch mit dem an U.2-Devices, die Pin-Belegung ist aber unterschiedlich, daher funktionieren U.2-Devices nicht an SATA Express Host-Ports. Vermutlich würde es funktionieren, wenn es ein U.2-Device mit Support für SATA wäre. Anders als bei M.2 gibt es das bei U.2 aber m.W.n. nicht. und die PCIe-Verbindungen funktionieren nicht wegen unterschiedlicher Pin-Belegung.

Man darf elektrische und physikalische Verbindungen hier nicht vermixen. SATA, SATA Express und SAS sind elektrische Verbindungen, oder auch logische Verbindungen oder Protokolle, egal wie man es nennen will. Es gibt zugehörige physikalische Verbindungen, in Form des Standard-SATA-Kabels zum Beispiel. Für SAS gibt es direkt mehrere: https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_Attached_SCSI#Connectors
Und für SATA Express gibt es SFF-8639 aka U.2, aber die Nutzung ist nicht immer exklusiv, da mittlerweile die selben physikalischen Verbindungen für verschiedene elektrische Verbindungen genutzt werden. U.2 und M.2 sind physikalische Verbindungen, insbesondere M.2 ist ja bekannt dafür auf logischer Ebene PCIe, SATA oder beides zu supporten. Daher ist das alles leider nicht so einfach wie du dir das vorstellst.

Ich hab das jetzt größtenteils aus dem Kopf zusammengefasst, ich hoffe es stimmt einigermaßen. Die Fallstricke sind relativ zahlreich, wie du ja selbst gemerkt hast. Das ist ein ähnliches Chaos wie bei USB3, dem Type-C-Stecker und Thunderbolt.

 

[h00bi]

aber Sata Express unterstütz ja auch das NVMe Protokoll und Läuft auf PCIe2x4

SATA Express läuft auf 2x PCIe, nicht 4x. Ob 2.0 oder 3.0 kommt auf den PCIe Controller an.

da muss es doch Adapter zu geben.

Wer Geld für eine PCIe SSD ausgibt möchte die aber nicht mit halber Bandbreite ansteuern. Für das Geld einer M.2 NVMe SSD + entsprechendem Adapter bekommst du locker eine doppelt so große SATA SSD.

Ich habe z.B. SATA Express Kabel gekauft. Ca. 50 USD das Stück + Fracht, Zoll und Steuer weil aus USA.
Weil das Zeugs keiner braucht/will, ist es keine Massenware und darum extrem teuer. So wäre es vermutlich auch bei einem SATA Express auf M.2 PCIe Adapter.

This connector is partially backward compatible by allowing SATA Express devices to be plugged into U.2 backplanes

funktionieren U.2-Devices nicht an SATA Express Host-Ports.

Ja, ist so korrekt.

 

[Holt]

SATA Express ist auf fast jedem Board auch als 2x SATA nutzbar. Der kleine Port am rand bleibt dann einfach frei.

So ist es und das fast kann man vermutlich sogar streichen, mir wäre jedenfalls keine Ausnahme bekannt.

U.2 und SATA Express sind nicht kompatibel, hab ich schon ausprobiert.

Eben weil die Pinbelegung nicht übereinstimmt. Es ist der gleiche SFF-8639 Stecker, den nutzen eben U.2, SATA Express und auch SAS, aber mit unterschiedlicher Pinbelegung und unterschiedlichen Protokollen. U.2 nutzt auf der Platine die SFF-8643 (Mini-SAS) Buchse die SAS als mini-SAS HD Stecker ebenfalls verwendet, die sind aber auch nicht elektronisch miteinander kompatibel, denn da laufen einmal SAS und einmal PCIe Signale drüber.

SAS geht nicht (bzw. technisch vielleicht irgendwie machbar den SAS Zusatzcontroller da drauf zu schalten, aber mir wäre kein Board bekannt).

Weshalb dies auch nicht machbar ist, abgesehen davon das natürlich SATA Laufwerke an SAS Ports laufen, aber keine PCIe SSDs.

aber Sata Express unterstütz ja auch das NVMe Protokoll

Das NVMe Protokoll hat nichts mit der HW zu tun, abgesehen von der Unterstützung im UEFI um von einer PCIe SSDs booten zu können. NVMe ist ein Protokoll für SSDs, es geht aber nur für SSDs die einen PCIe Anschluss haben.

und Läuft auf PCIe2x4

Nein, wie h00bi schon geschrieben hat, erlaubt SATA Express nur maximal 2 PCIe Lanes und nicht 4, was auch der Grund sein dürfte das SATA Express eine Todgeburt geworden ist, denn schon die frühen nativen PCIe SSDs wie die Intel 750, Samaung XP941 und SM951 waren schneller und wären über zwei PCIe Lanes ausgebremst worden, zumal über zwei PCIe 2.0 Lanes, die real nur so 200MB/s mehr erlauben als ein SATA 6Gb/s Port und die frühen SATA Express Ports hatten ja noch keine PCIe 3.0 Lanes.

SATA Express ist eine Nische und wird das vermutlich auch bleiben, bzw. man kann es als tot ansehen. Es besteht eine gewisse Kompatibilität mit U.2, die Wikipedia hat eine Matrix: https://en.wikipedia.org/wiki/SATA_Express#Connectors

Wikipedia ist voller Fehler, wie z.B.:
"c* SATA Express device plug mates with the U.2 (SFF-8639) and SAS MultiLink (SFF-8630) connectors, but will be functional only if the host supports PCI Express devices."
Die Pinbelegung auf der Laufwerksseite ist aber eben nicht gleich:

"SATA Express Devices funktionieren in U.2-Backplanes wenn hostseitig SATA über U.2 supportet wird".

U.2 und SATA haben nichts miteinander zu schaffen, bei U.2 ist nämlich im Gegensatz zu SATA Express kein SATA vorgesehen, von daher ist so eine Aussage genauso rein hypothetisch. Die ganze Sache dürfte auf einem Missverständnis beruhen, da hat wohl jemand den SFF-8643 Port eines SAS HBAs für einen U.2 Port gehalten, mechanisch sind es ja auch die gleichen Buchsen aber nur wenn PCIe Lanes dort anliegen ist es ein U.2 Port und dort über eine SAS Backplane dann SATA Laufwerke angeschlossen, da SATA Laufwerke an SAS funktionieren ist es dann klar das es geht. Es war aber eben kein U.2 Port!

Vermutlich würde es funktionieren, wenn es ein U.2-Device mit Support für SATA wäre. Anders als bei M.2 gibt es das bei U.2 aber m.W.n. nicht. und die PCIe-Verbindungen funktionieren nicht wegen unterschiedlicher Pin-Belegung.

Genauso ist es!

Und für SATA Express gibt es SFF-8639 aka U.2

Nicht aka U.2, U.2 ist es nur wenn am SFF-8639 PCIe Lanes anliegen und die entsprechenden Pins belegt sind. Da man statt für SATA Express und U.2 durchweg neue Kabel und Stecker zu entwickeln einfach die für SAS 12Gb/s genommen hat, entsteht leider eine Menge Verwirrung.

Ich habe z.B. SATA Express Kabel gekauft. Ca. 50 USD das Stück + Fracht, Zoll und Steuer weil aus USA.
Weil das Zeugs keiner braucht/will, ist es keine Massenware

Eben, denn es gibt immer noch keine SATA Express Laufwerke und die einzige Möglichkeit einen SATA Express Port nicht nur als zwei SATA Ports zu nutzen, sondern auch dessen PCIe Lanes ist so ein USB 3.1 5.25" Multifunktionspanel.

 

[DunklerRabe]

Nicht aka U.2

Ich fürchte leider doch. Die SFFWG hat SFF-8639 schon vor zwei Jahren offiziell in U.2 umbenannt, bis heute Mittag war mir das auch nicht klar. Es besteht kein Bezug mehr zu SATA Express, es wird nur noch von PCIe (und SAS) gesprochen. Technisch gesehen verbindet man SATA Express Devices jetzt also mit einem U.2-Stecker, sofern man welche hätte, mit U.2-Host-Ports ist es aber nicht kompatibel. Die haben das gemacht und die Situation zu vereinfachen, nach eigenen Angaben. Hat super geklappt...!

Vielleicht ist es aber auch schon wieder hinfällig, denn jetzt wird OCuLink als nächste Sau durchs Dorf getrieben. Wer sich mit dem Themenkomplex befasst muss das jetzt also auch noch auf dem Schirm haben, ein Connector für PCIe 3.0 x4 der ein bisschen wie DisplayPort aussieht. Soll eine Konkurrenz zu Thunderbolt sein und außerdem ein neuer Standard für PCIe-Verkabelung, was Thunderbolt ja sowieso auch macht.
Aus 2015:

MiniSAS HD cables are the current popular choice for PCIe cabling. These cables were originally designed for SAS applications but provide enough speed to transmit PCIe. There is a tiny OCuLink cable in development within the PCI-SIG standards committee, but it has yet to emerge. The plentiful and relatively cheap miniSAS HD cables are the working solution until OCuLink comes to market.

Supermicro hat OCuLink jetzt auf den neuen X11-Boards für den Sockel 3647 und für AMDs neue Serverplattform mit ihren rechlich PCIe-Lanes soll das auch ein Thema werden.

Mit dem Kurzschluss zwischen OCuLink und Thunderbolt haben wir dann auch den Bogen zu dem anderen Themenkomplex geschlagen, den ich beispielhaft als vergleichbares Negativbeispiel genannt habe: USB

Im Moment ist es eine ziemliche Katastrophe, die Vereinheitlichung durch Devices die nativ PCIe quatschen hat erstmal alles nur komplizierter gemacht. Und genau wie bei USB darf jetzt erstmal jemand aufräumen, mal sehen wie lange das dauert.

 

[Holt]

Nein, die Umbenennung ist von der SSD Form Factor Working Group erfolgt und bezieht sich daher nur auf den SFF-8639 der für PCIe SSD genutzt wird, wenn man den SFF-8639 für SAS nutzt ist es weiterhin SFF-8639 und eben nicht U.2! Das Problem ist die Doppel- bzw. mit SATA Express dann sogar Dreifachnutzung des Stecker nach SFF-8639. Von der Pinbelegung bzw. den Signalen sind die jeweils inkompatibel und um nun wenigstens die Nutzung mit PCIe besser von der für SAS zu unterscheiden, wurden eben U.2 als Name eingeführt, wenn dieser Stecker an einer PCIe SSD verwendet wird. Hätte man dies gleich getan, wäre es wohl zu weit weniger Verwechselungen gekommen und man hätte auch klarer schreiben können, dass diese Umbenennung eben nur für diese Nutzung von SFF-8639 gilt und eben nicht generell, also nicht für SATA Express (wobei das ja eben mangels Laufwerken kein Mensch nutzt) und nicht für SAS.

U.2 und SFF-8639 sind also nicht gleichbedeutend, sondern U.2 beschreibt einen SFF-8639 Stecker der mit 4 PCIe Lanes beaufschlagt ist und nur dann ist ein SFF-8639 eben ein U.2 Stecker, bei allen anderen Nutzungen (SAS und SATA Express) bleibt es bei SFF-8639 und dann ist der SFF-8639 kein U.2! Daher kann man auch keine SATA Express Laufwerke (wenn es sie geben würde) mit einem U.2 Kabel verbinden, weil es eben kein U.2 Kabel ist, wenn es nicht auf der anderen Seite an einer SFF-8643 Buchse mit 4 PCIe Lanes hängt und wenn es eines ist, wird eine SATA Express SSD damit nicht funktionieren, weil eben die Pins anders belegt sind.

Das immer wieder zu SFF-8643 Mini-SAS geschrieben wird, auch die Buchse nicht an einem SAS HBA hängt, ist ein großer Mist der eben daher kommt, dass SFF-8643 und SFF-8639 eben von SAS kommen und dann später einfach für PCIe entliehen wurden. Daher ist OCuLink im Grunde eine große Hoffnung dieses Wirrwar zu entflechten und einen Standard für Kabel und Stecker zu bekommen die nur PCIe sind und nicht auch ebenfalls für andere Dinge genutzt werden. Außerdem verspricht man die Kosten zu senken.

 

[DunklerRabe]

Hm, ja, vielleicht auch so. Das ist total bescheiden...

 

[Holt]

Genau so und dies geht aus dem Satz ja auch so hervor, in dem steht das eben nur die SFFWG den Begriff U.2 für die SFF-8639 Verbindung verwendet:

The SSD Form Factor Working Group (SFFWG) announced that SFF-8639 will now be referred to as the U.2 connector in a bid to simplify the confusing nomenclature around the new PCIe 3.0 x4 connector.

Auch wenn selbst der Autor des Artikels dies wohl nicht verstanden hat und dann U.2 auch mit SATA und SAS in Verbindung bringt.

OCuLink ist daher eigentlich überfällig, aber da nun schon PCIe 4.0 vor der Tür steht und OCuLink ursprünglich nur bis auf die 8Gb/s von PCIe 3.0 ausgelegt war, könnte es sein das man dies direkt für PCIe 4.0 ertüchtigt um es erst dann auf den Markt zu bringen, denn vermutlich wird man dafür sowieso wieder neue Verbindungen brauchen, spätestens aber für PCIe 5.0 welches ja auch schon in der Entwicklung ist.

 

[DunklerRabe]

Ja, das hat man getan, soweit ich weiß. Was da aktuell zur Anwendung kommt ist schon OCuLink 2.

 

[me666]

Soweit wie ich weiß war OcuLink schon immer mit PCIe4.0 im Visier gedacht (mit PCIe3.0 released) aber auch Schnuppe da eh nur Serverjeschichte.


https://news.xfastest.com/intel/11749/intel-purley-platform-mini-preview-10052015/