X570 und PCIe Lanes

[-Razzer-]

Hallo,

als Mainboard nutze ich ein X570 Phantom Gaming X mit Matisse 3900X:

AMD Ryzen series CPUs (Matisse)
- 2 x PCI Express 4.0 x16 Slots (single at x16 (PCIE1); dual at x8 (PCIE1) / x8 (PCIE3))*
AMD Ryzen series CPUs (Pinnacle Ridge)
- 2 x PCI Express 3.0 x16 Slots (single at x16 (PCIE1); dual at x8 (PCIE1) / x8 (PCIE3))*
AMD Ryzen series CPUs (Picasso)
- 1 x PCI Express 3.0 x16 Slot (x8 (PCIE1))*
AMD X570 Chipset
- 1 x PCI Express 4.0 x16 Slot (x4 (PCIE5))*

• 1 x PCI Express 4.0 x16 Slot (single at x4 (PCIE5))*
• 2 x PCI Express 4.0 x1 Slots
• Supports AMD Quad CrossFireX™, 3-Way CrossFireX™ and CrossFireX™**
• Supports NVIDIA® Quad SLI™ and SLI™***
• Supports NVIDIA® NVLink™ with dual NVIDIA® GeForce RTX series graphics cards***
• 1 x Vertical M.2 Socket (Key E) with the bundled WiFi-802.11ax module (on the rear I/O)
• 15μ Gold Contact in VGA PCIe Slot (PCIE1)

*When Picasso is installed, this motherboard supports single graphics card on either PCIE1 or PCIE5 only.
Supports NVMe SSD as boot disks

**3-Way CrossFireX™ is only supported with Ryzen Series CPUs (Matisse and Pinnacle Ridge).

***NVIDIA® NVLink™ Bridge does not come with the package. Please purchase it from NVIDIA® if necessary.
This feature is only supported with Ryzen Series CPUs (Matisse and Pinnacle Ridge).

8 x SATA3 6.0 Gb/s Connectors, support RAID (RAID 0, RAID 1 and RAID 10), NCQ, AHCI and Hot Plug

• 1 x Hyper M.2 Socket (M2_1), supports M Key type 2242/2260/2280 M.2 SATA3 6.0 Gb/s module and M.2 PCI Express module up to Gen4x4 (64 Gb/s) (with Matisse) or Gen3x4 (32 Gb/s) (with Pinnacle Ridge and Picasso)*
• 1 x Hyper M.2 Socket (M2_2), supports M Key type 2260/2280 M.2 PCI Express module up to Gen4x4 (64 Gb/s)*
• 1 x Hyper M.2 Socket (M2_3), supports M Key type 2230/2242/2260/2280/22110 M.2 SATA3 6.0 Gb/s module and M.2 PCI Express module up to Gen4x4 (64 Gb/s)

*If M2_3 is occupied, PCIE5 slot will be disabled
Supports NVMe SSD as boot disks
Supports ASRock U.2 Kit

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• GPU ist mit 4.0 x16 angebunden in PCIE1
• PCIe SSD mit 3.0 x8 in PCIE3
• 2 NVME SSDs mit 3.0 x4
• 2 SATA Geräte: SSD und DVD Brenner

Problem:
GPU und PCIe SSD sind ziemlich dicht zusammen (siehe Anhang), so dass die Grafikkarte 85 bis 90 Grad erreicht.
In PCIE5 ist die SSD nur mit 3.0 x4 und nicht x8 angeschlossen.

Am liebsten hätte ich nun die SSD in PCIE5 damit die GPU mehr Platz zum atmen hat.
Müsste der Chipsatz nicht die 3.0 x8 bereitstellen können?

Viele Grüße

 

[KnolleJupp]

ASRock X570 Phantom Gaming X

3x PCIe 4.0 x16 (1x x16, 1x x8, 1x x4)
2x PCIe 4.0 x1
1x M.2/M-Key (PCIe 4.0 x4/SATA, 22110/2280/2260/2242/2230)
1x M.2/M-Key (PCIe 4.0 x4, 2280/2260/2242)
1x M.2/M-Key (PCIe 4.0 x4, 2280/2260)
1x M.2/E-Key (PCIe, 2230, belegt mit WiFi+BT-Modul)

Du verstehst das falsch! Deine Auflistung von hier
https://www.asrock.com/mb/AMD/X570 Phantom Gaming X/index.de.asp#Specification
sagt u.a. aus, PCIe 3.0 bei Verwendung einer Pinnacle Ridge oder Picasso CPU, die eben nur PCIe 3.0 unterstützen.

Pinnacle Ridge sind die Ryzen 2000 CPUs, Picasso sind die Ryzen 3000G CPUs.
Bei einer Matisse (oder Vermeer) CPU hast du natürlich PCIe 4.0, sowohl von der CPU aus, als auch vom Chipsatz aus.

Und der PCIE5 ist halt nur mit 4 Lanes angebunden. Das ist bei diesem Mainboard halt so.
Wie die 16 Lanes, die der X570 Chipsatz zur Verfügung stellt, genutzt werden, ist von Mainboard zu Mainboard unterschiedlich.

Das ASRock X570 Phantom Gaming X hat 8 SATA-Anschlüsse, 4 davon stellt der Chipsatz sowieso bereit. Die weiteren 4 entsprechen 4 PCIe Lanes.
Dann gibt es einen PCIe-Steckplatz mit 4 Lanes und 2 M.2 Anschlüsse mit jeweils 4 Lanes, macht zusammen 16. Alles in Ordnung.

 

[-Razzer-]

@KnolleJupp

Die GPU hat ja 4.0 x16, das ist nicht das Problem.

Das Problem ist, dass der letzte PCIE5 nur 3.0 x4 bereitstellt und nicht 3.0 x8 die die SSD kann.
Somit muss ich PCIE3 nutzen der eben dicht an der GPU ist.

[edit]
Gerade den edit gelesen, der Slot ist dann 4.0 x4 aber auch 3.0 x4 - Beschränkung auf den Lanes nicht der Bandbreite.

 

[KnolleJupp]

Alles 24 Lanes der CPU werden genutzt auf dem Mainboard und alle 16 Lanes des Chipsatzes werden auch genutzt:

CPU: 16 für den PCIe-Steckplatz der Grafikkarte (oder aufgeteilt in 2x8), 4 für einen M.2 Anschluss und 4 für die Anbindung des Chipsatzes.
Chipsatz: 4 Lanes für 4 SATA-Anschlüsse, 4 Lanes für einen PCIe-Steckplatz und 8 Lanes für 2 M.2 Slots.

Vorschlag: Tausche einfach Grafikkarte und SSD-Karte, dann laufen beide mit jeweils 8 Lanes, aber dann hast du vermutlich weniger Temperaturprobleme
und ob das deutlich spürbare Auswirkungen auf die Grafikkarte hat, kannst du ja testen.

Also SSD in PCIE1 und Grafikkarte in PCIE3.

 

[-Razzer-]

Stimmt, das wäre eine Idee, 4.0 x8 ist ja im Prinzip 3.0 x16, das sollte keinen großen Unterschied machen?

 

[KnolleJupp]

Na... so einfach kann man das nicht rechnen.
Du halbierst damit die Bandbreite für die Grafikkarte. 8 Lanes sind 8 Lanes und 16 Lanes sind 16 Lanes.
Aber ich vermute, besonders groß wird der Leistungsverlust nicht sein.

Lass jetzt einen Benchmark laufen und nach dem Umbau.

Sinnvoller wäre es die drei M.2 Slots auf dem Mainboard zu nutzen statt der PCIe-Karte.

 

[madmax2010]

Steck Sie einfach. Du wirst, wenn Du nicht gerade die filmsammlung kopierst keinen Unterschied spüren. Die geringen Latenzen von ssds bleiben Dir in jedem Fall. Ebenso die etwas geringeren Latenzen, bei direkter Anbindung an pcie

 

[-Razzer-]

Habe jetzt die SSD nach oben in PCIE1 und die GPU in PCIE3.

GPU ist immer noch 4.0 x16 und SSD 3.0 x8.

Timespy vor Tausch: 16643
Danach: 16868

Bleibt bei Cyberpunk bei ca 75°C

Perfekt!

Laut Specs sollte sich das so aber nicht verhalten?

@madmax2010
Auf dem x4 Slot ist die SSD schon sehr eingebrochen von mehr als 6000 MB/s auf 2700.

[edit]
Vor dem Umbau ist die GPU clock auch sehr schwankend gewesen, vielleicht schon ein Temp Problem?

 

[KnolleJupp]

Sollte nicht so sein, aber ich würde das jetzt auch nicht weiter hinterfragen...

 

[madmax2010]

Messbar ist der Unterschied schon, vor allem mit darauf ausgerichteten Benchmarks,aber spuerbar wird es fuer Spiele erst in ein paar Jahren. Wo das durchaus einen Unterschied macht, ist wenn du mehrere 4k Videos parallel bearbeiten willst oder mal eben ein paar 1000 raw Bilder importierst.

 

[Hatsune_Miku]

Mal ne doofe frage, ryzen ab 3xx0 bietet ja für den ersten Slot x16 4.0 an, wäre es nicht auch möglich diese in 2x 16 3.0 zu splitten oder halt in oberer Slot x16 3.0 und den darunter x8 3.0 für zb. SSDs? Weil 16x 4.0 ist ansich ja nichts anderes wie 2x 16x 3.0(32x 3.0)
Ist nämlich schon ziemlich doof wenn man noch ne Soundkarte und eine Capture Card verbaut hat, diese sind via chipset angebunden, aber wenn man den 2 Slot auch noch nutzen will wie zb. für ne weiter Capture Card, dann werden bei der GPU einfach mal die Lanes halbiert.

 

[madmax2010]

Ja, mit einem PCIe Switch, wie er beispielsweise in x570 integriert ist, aber es ist eher praxis das diese dann in 4.0 x8 slots zu splitten..
Zen2 stellt 20 PCIe lanes bereit - 16 gehen zur GPU die ueberigen 4 machen alles weitere.

Das Porblem ist nur: je mehr logik da hintereinander kommt, desto mehr Latenz hast du. Damit kann man sich dann beispielsweise den jetzt neuen direkten speicherzugriff abschminken.

Es gab hier im Forum mal wen, der 4 NVMe SSDs auf einer Steckkarte mit 3 PCIe Switches verbaut hatte und sich dann wunderte, dass sein System sich nicht mehr snappy angefuehlt hat

 

[KnolleJupp]

Zen2 stellt 20 PCIe lanes bereit

Es sind 24. 16 für die Grafikkarte, 4 für eine M.2 SSD und 4 für die Verbindung zum Chipsatz.

Funfact: Rein technisch steckt in den CPUs sogar ein 32 Lane Controller, allerdings ist der AM4 Sockel diesbezüglich beschränkt, so dass nur 24 der 32 Lanes nach außen geführt werden können.
Zumindest gilt das für Zen2/3 CPUs und den X570 Chipsatz (der ja nichts anderes ist als der I/O-Die der Zen2 CPUs.)

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Es gibt PCIe-Switche, die bis zu 100 PCIe Lanes zur Verfügung stellen können.
Und oft sind das keine einfachen Switche mit festgelegten Routen (wie z.B. bei einem Ethernet-Switch), sondern eine "Interconnect"-Verbindung, bei der alle Lanes untereinander verbunden sind.

z.B. hat man eine CPU mit den üblichen 16 Lanes für einen PCIe-Slot, diese kann man dann oft wahlweise aufteilen in 2x8 Lanes.
Jetzt könnte man einen PCIe-Switch verbauen, um zwei PCIe x16 Slots voll anbinden zu können, also 2x16.

Es bleibt nach wie vor der Flaschenhals in Form der Zuleitungen.
Denn selbst wenn ein PCIe-Switch dutzende Lanes generieren kann, die Daten müssen sich am anderen Ende durch die beschränkte Zuleitung quetschen.

Beispiel: Der X570 Chipsatz stellt 16 PCIe 4.0 Lanes zur Verfügung, besitzt seinerseits aber nur 4 PCIe 4.0 Lanes zur CPU. Das ist dann ein Flaschenhals.
Beim B550 Chipsatz ist dieser Flaschenhals sogar doppelt so groß, denn dort ist die Verbindung zur CPU nur PCIe 3.0 x4.

Ein weiteres Problem beim Einsatz von Switches ist die ansteigende Latenz bei der Datenübertragung.

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Was gänzlich anderes stellt PCIe-Bifurcation dar.
Hier kann man die Lanes eines einzelnen Slots auftrennen, z.B. ein x16 Slot versorgt vier separate PCIe SSDs.

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Das man aus einer PCIe 4.0 Lane zwei PCIe 3.0 Lanes macht, wäre mir völlig unbekannt.
Rein rechnerisch ergibt sich die gleiche Bandbreite. Allerdings scheint das entweder technisch nicht zu gehen oder ist nicht gewollt.

 

[madmax2010]

Was gänzlich anderes stellt PCIe-Bifurcation dar.
Hier kann man die Lanes eines einzelnen Slots auftrennen, z.B. ein x16 Slot versorgt vier separate PCIe SSDs.

Danke, das hatte ich nicht auf dem Schirm