Hohe Bandbreiten – Einblicke in die Nutzung von PCIe Slots und M.2 Verbindungen

Das Thema der PCIe Slots und deren Nutzung ist für viele Gamer und Technikenthusiasten von großer Bedeutung. Erstaunlicherweise gibt es häufig Missverständnisse. Sie entstehen oft, weil die Architektur der Mainboards technisch komplex ist – und manchmal ebenfalls bedingt durch die Hersteller die unterschiedliche Standards umsetzen.

Beginnen wir mit der grundlegenden Datenarchitektur. Es geht weiterhin oder weniger um die Bandbreite die einem übertragenen Signal zugeordnet wird. Der zweite PCIe x16 Slot auf einem Mainboard ist in Wirklichkeit als x4 Slot ausgelegt. Bei B550 Mainboards zum Beispiel ist dieser Slot direkt über den Chipsatz des Mainboards – dem B550 – angebunden. Die PCIe Lanes ´ die hier gemeinsam genutzt werden ` bringen Herausforderungen mit sich.

So gibt der Gesamtschaltkreis vor, dass in der Regel nur einer der beiden Slots – also entweder der zweite PCIe x16 Slot oder der zweite M.2 Slot – gleichzeitig aktiv verwendet werden kann. Dies nennt man „PCIe Lanes Sharing“. Merkwürdigerweise ist das kein Einzelfall, allerdings ein verbreitetes Phänomen in der PC-Hardware-Welt. Bei der Nutzung von PCIe-Konfigurationen wird klar: Dass die Bandbreite die jeder Slot benötigt nicht unbegrenzt verfügbar ist. Der Prozessor hat eine bestimmte Anzahl an PCIe 3․0 oder PCIe 4․0 Lanes die er bereitstellen kann.

Das Zusammenspiel der Lanes ist spannend. Der Ryzen Prozessor, bestenfalls für Gaming-Systeme, bietet 20 PCIe Lanes. Diese verteilen sich auf zwei Hauptverbindungen: 1x16 Lanes und 1x4 Lanes. Der B550 Chipsatz hingegen stellt nur 6 Lanes zur Verfügung. Ein Teufelskreis entsteht ´ wenn man bedenkt ` dass zusätzliche Lanes für SATA Ports benötigt werden. Hierbei werden zwei undokumentierte Prozessor-Lanes oft genutzt um die Struktur zu vervollständigen.

Das Ergebnis? Es gibt nicht genügend PCIe Lanes um sowie den zweiten PCIe x16 Slot als auch den zweiten M.2 Slot gleichzeitig zu betreiben. Dies führt dazu: Dass die Slots sich die Lanes teilen müssen. Dadurch kann ´ ebenso wie bereits erwähnt ` immer nur einer der beiden Slots aktiv sein. Das bedeutet, dass, wenn du einen M.2 Slot verwendest der zweite PCIe Slot nicht aktiv ist – und umgekehrt.

Ein weiteres Beispiel illustriert das Thema: X570 Mainboards sind dort ein gutes Beispiel, weil sie mehr PCIe Lanes bieten. Das sind bis zu 16 zusätzliche Lanes die in der Regel die Bandbreite erweitern. Dort können in der Regel auch mehrere M.2 Slots betrieben werden, ohne dass Bandbreitenprobleme auftreten.

Aber wie steht es um andere Mainboards? Es ist wichtig zu beachten – dass nicht alle Mainboards genauso viel mit konfiguriert sind. Die Bandbreitenlimitierungen und die Aufteilung der Lanes durch den Chipsatz stellen unterschiedliche Herausforderungen dar. Während einige Mainboards ein hervorragendes Design haben ´ um die Nutzung von Slots zu maximieren ` kann es bei anderen zu Engpässen kommen. Schwerwiegende technische Hindernisse stellen sicher: Dass nicht alle Lanes jederzeit verfügbar sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Dass die Einschränkungen beim gleichzeitigen Betrieb die Konsequenz von Physik und Technik sind. Es ist deshalb ratsam, sich im Vorfeld ebendies darüber zu informieren wie die Lanes beispielsweise verlegt sind um besten Nutzen zu ziehen. Wer also darüber nachdenkt, neue Hardware zu kaufen oder bestehende Komponenten zu verbinden, sollte sich umfassend über die speziellen Konfigurationen seines Mainboards informieren – das sorgt nicht nur für einen besseren Überblick, einschließlich für viel weniger Frustration bei der Nutzung.