Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Hallo

Da Zen jetzt bald kommt, frage ich mich ob die 24 PCI-Express-Lanes ausreichen werden.
Ich würde gerne folgenden Hardware so verbauen das sie nicht limitiert werden.

1x Grafikkarte: - GTX 1070
1x Speicher: - Samsung 960 PRO M2 SSD - [PCIe 3.0 NVMe]
1x Speicher: - Samsung 960 EVO M2 SSD - [PCIe 3.0 NVMe]
1x HDD - WD 4 TB
1x USB 3.1 - Gerät
6x USB 2./3. - Geräte

Reichen in diesem Fall die 24 PCI-Express-Lanes aus oder muss ich einen anderen CPU mit mehr PCI-Express-Lanes kaufen?

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Wenn Du ein Board findest dass zwei voll angebunden m.2 Plätze bietet, dann reichen die Lanes, aber der Transfer zwischen den m.2 wird durch den dmi limitiert.

Edit: Mein Fehler, die Frage bezieht sich auf AMD und nicht Intel.

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

HisN schrieb:

Wenn Du ein Board findest dass zwei voll angebunden m.2 Plätze bietet, dann reichen die Lanes, aber der Transfer zwischen den m.2 wird durch den dmi limitiert.

Edit: Mein Fehler, die Frage bezieht sich auf AMD und nicht Intel.

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Wen man ein Intel Board kaufen würde, hängen die beiden M2. nicht am CPU, da sie ja je einmal PCIe 3.0 x4 und nicht PCIe 2.0 x4 sind?

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Wenn man ein Skylake oder Kabby-Lake-Mainboard kauft, auf dem 2 m.2 Steckplätze sind, die am Chipsatz hängen, dann bekommen sie (Mainboard-Handbuch studieren) 8 von den 20 Mainboard-Chipsatz-Lanes. Die sind PCIe 3.0
Der "Flaschenhals" sind die 4 PCIe-Lanes, mit denen der Chipsatz an der CPU hängt. (DMI).

Bist Du der Meinung dass Du die M.2-SSDs per Adapter in einen PCIe-Slot stecken möchtest (dort würden sie direkt an der CPU stecken), dann brauchst Du eine CPU mit mehr Lanes.

Ich habe z.b. einen 40-Lanes Intel aber zwei Grafikkarten und 3 PCIe-SSDs. Da ist das schon alles relativ knapp^^

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

HisN schrieb:

Ich habe z.b. einen 40-Lanes Intel aber zwei Grafikkarten und 3 PCIe-SSDs. Da ist das schon alles relativ knapp^^

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Wie funktioniert das denn? Für gewöhnlich wären 2 Graka = 2x 16 = 32 Lanes und 3 PCIE-SSDs = 3x4 = 12 Lanes, das macht insgesamt 44 Lanes. Mit den 40 Lanes vom Prozzi kommt man da nicht mehr aus.

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Die 2. Graka bekommt nur 8 Lanes.
Ich sag ja, ist relativ knapp

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Grundlegende Fakten:
- Die meisten Desktop Prozessoren haben maximal 16 PCIe-Lanes. (Diese werden ausschliesslich für die Grafikslot's verwendet!)
- Die PCIe-Lanes einer CPU und die des Chipsatzes haben miteinander nichts zu tun!
- Ein Chipsatz wird von einer CPU über die DMI Schnittstelle angesprochen.
- Der Chipsatz Z270 stellt beispielsweise weitere 24 PCIe-Lanes zur Verfügung, welche allerdings für die kurzen PCIe-Slots (x1, x2, x4), sowie für SATA, M.2, LAN, Audio, USB, usw. verwendet werden. Nicht aber für die Grafikslots!
- Der Chipsatz Z270 bietet und unterstützt KEINE x8 und x16 Lanes. Ausschliesslich x1, x2 und x4!
- Der Chipsatz Z270 ist nur mit Prozessoren kompatibel, welche die Konfigurationen x16 / 2x8 / 1x8 + 2x4 unterstützen.
- PCIe-Grafikslots werden von einer CPU direkt angesprochen - Mögliche Konfigurationen sind überwiegend: 1x16 oder 2x8 oder 1x8 + 2x4 Lanes. Das ist abhängig von der Lane-Verfügbarkeit seitens der CPU. Es gibt CPU's mit weniger als 16 Lanes!
- Die meisten Mainboards besitzen nur einen echten x16 Slot für Grafikkarten. Die weiteren Slots unterstützen dann nur noch x8/x4.
- Hat man z.B. einen i7-7700k, dann stehen 16 PCIe Lanes für die Grafikslots bereit. Eine einzelne Grafikkarte benutzt im idle 4 von 16 Lanes. Bekommt die Grafikkarte etwas zu tun, verwendet sie alle 16 Lanes.
- Hat man zwei Grafikkarten verbaut, können beide bei einem i7-7700k maximal 8 Lanes verwenden, da die CPU nur 16 Lanes hat.
- Bei drei Grafikkarten arbeitet die obere im x8, und die unteren jeweils im x4 Modus.
- Oft teilen sich die kurzen PCIe-Slots, sowie die M.2 und SATA Anschlüsse die vom CHIPSATZ bereitgestellten PCIe-Lanes und damit auch die Bandbreite. Im zweifel muss man im Handbuch des Mainboards nachlesen.

Genauere technische Details z.B. zum i7-7700k gibts hier:
https://ark.intel.com/de/products/97129/Intel-Core-i7-7700K-Processor-8M-Cache-up-to-4_50-GHz

Genauere technische Details z.B. zum Chipsatz Z270 gibts hier:
Intel(R) Z270 Chipsatz

Wenn man unbedingt die VOLLE Leistung von drei Grafikkarten haben möchte:
- Braucht man eine CPU mit 48 PCIe-Lanes. Der i7-5960X bietet 40 PCIe-Lanes... Das sind noch 8 Lanes zu wenig um z.B. 3 Grafikkarten voll nutzen zu können. Für zwei Grafikkarten aber vollkommen ausreichend.
- Braucht man ein Mainboard, welches zwei bzw. drei echte PCIe x16 Slots hat und diese auch volle x16 liefern!
- Braucht man ein Netzteil, welches genug Leistung abgeben kann.

Wie eine CPU und ein Chipsatz zusammenarbeitet sieht man hier:
https://cdn.wccftech.com/wp-content/uploads/2017/01/Z270-Chipset-840x726.png

JimDark:
Wenn deine CPU 16 PCIe-Lanes hat, reicht das. Sofern du nur die eine GTX1070 drin hast. Wenn du mehr als eine Grafikkarte einbauen möchtest, musst du eine CPU mit 32 Lanes und ein passendes Board mit zwei realen x16 Slots nehmen.
Deine M.2 SSD's und die SATA Datenträger haben mit den CPU-Grafik Lanes nichts zu tun. Diese werden vom Chipsatz verwaltet. Der Chipsatz wird über DMI und nicht PCIe angesprochen. Wieviele PCIe Lanes dein Chipsatz hat, kann ich dir so nicht sagen - dazu brauche ich den Chipsatztyp.

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

djblackarrow schrieb:

Grundlegende Fakten:
- Die meisten Desktop Prozessoren haben maximal 16 PCIe-Lanes. (Diese werden ausschliesslich für die Grafikslot's verwendet!)
- Die PCIe-Lanes einer CPU und die des Chipsatzes haben miteinander nichts zu tun!
- Ein Chipsatz wird von einer CPU über die DMI Schnittstelle angesprochen.
- Der Chipsatz Z270 stellt beispielsweise weitere 24 PCIe-Lanes zur Verfügung, welche allerdings für die kurzen PCIe-Slots (x1, x2, x4), sowie für SATA, M.2, LAN, Audio, USB, usw. verwendet werden. Nicht aber für die Grafikslots!
- Der Chipsatz Z270 bietet und unterstützt KEINE x8 und x16 Lanes. Ausschliesslich x1, x2 und x4!
- Der Chipsatz Z270 ist nur mit Prozessoren kompatibel, welche die Konfigurationen x16 / 2x8 / 1x8 + 2x4 unterstützen.
- PCIe-Grafikslots werden von einer CPU direkt angesprochen - Mögliche Konfigurationen sind überwiegend: 1x16 oder 2x8 oder 1x8 + 2x4 Lanes. Das ist abhängig von der Lane-Verfügbarkeit seitens der CPU. Es gibt CPU's mit weniger als 16 Lanes!
- Die meisten Mainboards besitzen nur einen echten x16 Slot für Grafikkarten. Die weiteren Slots unterstützen dann nur noch x8/x4.
- Hat man z.B. einen i7-7700k, dann stehen 16 PCIe Lanes für die Grafikslots bereit. Eine einzelne Grafikkarte benutzt im idle 4 von 16 Lanes. Bekommt die Grafikkarte etwas zu tun, verwendet sie alle 16 Lanes.
- Hat man zwei Grafikkarten verbaut, können beide bei einem i7-7700k maximal 8 Lanes verwenden, da die CPU nur 16 Lanes hat.
- Bei drei Grafikkarten arbeitet die obere im x8, und die unteren jeweils im x4 Modus.
- Oft teilen sich die kurzen PCIe-Slots, sowie die M.2 und SATA Anschlüsse die vom CHIPSATZ bereitgestellten PCIe-Lanes und damit auch die Bandbreite. Im zweifel muss man im Handbuch des Mainboards nachlesen.

Genauere technische Details z.B. zum i7-7700k gibts hier:
https://ark.intel.com/de/products/97129/Intel-Core-i7-7700K-Processor-8M-Cache-up-to-4_50-GHz

Genauere technische Details z.B. zum Chipsatz Z270 gibts hier:
Intel(R) Z270 Chipsatz

Wenn man unbedingt die VOLLE Leistung von drei Grafikkarten haben möchte:
- Braucht man eine CPU mit 48 PCIe-Lanes. Der i7-5960X bietet 40 PCIe-Lanes... Das sind noch 8 Lanes zu wenig um z.B. 3 Grafikkarten voll nutzen zu können. Für zwei Grafikkarten aber vollkommen ausreichend.
- Braucht man ein Mainboard, welches zwei bzw. drei echte PCIe x16 Slots hat und diese auch volle x16 liefern!
- Braucht man ein Netzteil, welches genug Leistung abgeben kann.

Wie eine CPU und ein Chipsatz zusammenarbeitet sieht man hier:
https://cdn.wccftech.com/wp-content/uploads/2017/01/Z270-Chipset-840x726.png

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Mal ein paar kleine Einwürfe:

Lanes sind elektrische Leitungen zu den Komponenten, d.h. dass der Chipsatz nur x1, x2 und x4 unterstützt, ist falsch.
Das ist alles eine Sache der Konfiguration der Mainboardhersteller.
Bauen die auf ein Board einen Chip, der 8 Lanes braucht, müssen wohl zwangsläufig Abstriche woanders gemacht werden, möglich ist das allerdings.

Wenn die CPU nur 40 Lanes hat, können logischerweise keine 3 Slots mit x16 angebunden werden
Die einzigen CPUs, die aktuell mehr als 44 Lanes haben, was das Maximum bei Intel ist, sind die AMD Thredripper.

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

vlim schrieb:

Wie funktioniert das denn? Für gewöhnlich wären 2 Graka = 2x 16 = 32 Lanes und 3 PCIE-SSDs = 3x4 = 12 Lanes, das macht insgesamt 44 Lanes. Mit den 40 Lanes vom Prozzi kommt man da nicht mehr aus.

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Man kann Chipsatz- und CPU-Lanes nicht miteinander addieren. Die Grafikslots haben eigene, direkte Lanes von der CPU. Alle anderen PCIe Slots und Geräte bekommen ihre Lanes ausschliesslich vom Chipsatz - der Chipsatz wird wiederrum über das Direct Media Interface (DMI) der CPU angesprochen. DMI und PCIe Ports an der CPU haben miteinander nichts zu tun.
Seine Grafikkarten belegen im Idle (Ruhezustand) jeweils 4 Lanes (zusammen 8). Wenn sie etwas zu tun bekommen, bekommen sie mehr Lanes (8, oder 16). Maximal 16 Lanes pro Karte = 32 Lanes. Bleiben 8 PCIe-Lanes von der CPU ungenutzt.
Die Frage wäre nun, welchen Chipsatz "HisN" hat. Dann kann man sagen, wieviele Lanes vom Chipsatz durch die PCIe-SSD's verbraucht und wieviele ungenutzt bleiben. Sein Chipsatz müsste auf jedenfall mehr als 12 PCIe-Lanes bereitstellen, wenn er wirklich drei PCIe x4 Slots hat, die auch wirklich im x4 laufen. SATA-Controller, Audio, LAN und USB benötigen nämlich auch die eine oder andere PCIe-Lane vom Chipsatz.

Bei deinem System habe ich gerade folgendes herausgefunden:
CPU PCIe-Lanes: 40
CPU PCIe-Version: 3.0
CPU PCIe-Konfigurationen: x16 // x16 + x16 // x16 + x16 +x8 (definiert mögliche Grafikkartenbestückung)
CPU DMI Version: 2.0
X99 PCIe-Lanes: 8
X99 PCIe-Version: 2.0
X99 PCIe-Konfigurationen: x1, x2, x4

Blockdiagramm deines Systems:
https://www.intel.de/content/dam/www/public/us/en/images/diagrams/x99-chipset-block-diagram.jpg

Ganz klar ersichtlich: Ein System, ausgelegt für mehr Grafikleistung - Du kannst bedenkenlos zwei Grafikkarten im SLI Verbund für mehr Grafikleistung einsetzen. Eine dritte Grafikkarte bringt aber nur noch einen hauch mehr Grafikpower, da die dritte nur noch 8 statt 16 Lanes bekommen kann. Aber definitiv ausreichend, würde ich sagen.
Kleiner und schwächer ausgelegt ist die DMI Schnittstelle und damit auch der Chipsatz, welcher nur 8 PCIe-2.0 Lanes bereitstellen kann. DMI 2.0 bedeutet gleichzeitig auch PCIe-2.0. Die Datenrate zwischen CPU und Chipsatz beträgt somit maximal 2GB/s.
DMI 3.0 könnte fast doppelt so viel (3,94 GB/s) übertragen. Was aber kein Beinbruch ist, da dein Chipsatz auf den Prozessor und die weiteren internen und externen Anschlussmöglichkeiten abgestimmt ist.
Daten deines Chipsatzes:
https://ark.intel.com/de/products/81761/Intel-X99-Chipset

Ich habe z.B. ein Asus ROG STRIX Z270F GAMING Mainboard, einen i7-7700k, eine GTX1080, eine Samsung M.2. 960 Evo, eine 4TB SATA HDD und ein SATA BluRay-Brenner.
Im Ruhezustand wie gerade jetzt, ist meine Grafikkarte im x4 Modus. Meine CPU hat 16 PCIe-Lanes für die Grafikkarte parat, der Chipsatz hat 24 PCIe-Lanes für die M.2, HDD, Brenner und andere Bauteile. Alles läuft super. Die M.2 kann höchstens 4 Lanes beanspruchen. Denken wir nun mal großzügig: Brenner und HDD belegen jeweils 1 Lane. Audio, USB und LAN benötigen auch jeweils nur 1 Lane. Sind also 9 Lanes die vom Chipsatz aktiv beansprucht werden. Bleiben immer noch 15 Lanes ungenutzt bzw. verfügbar für zusätzliche Hardware. Auch ich bin zufrieden und schaffe es einfach nicht, alle Lanes gleichzeitig auszureizen.

Es ist mit sicherheit nur schwer möglich die ganzen PCIe-Lanes wirklich voll auszureizen. Dazu müsste überall und vor allem gleichzeitig die maximal mögliche Übertragungsrate erreicht werden.

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

markus1612 schrieb:

Mal ein paar kleine Einwürfe:

Lanes sind elektrische Leitungen zu den Komponenten, d.h. dass der Chipsatz nur x1, x2 und x4 unterstützt, ist falsch.
Das ist alles eine Sache der Konfiguration der Mainboardhersteller.
Bauen die auf ein Board einen Chip, der 8 Lanes braucht, müssen wohl zwangsläufig Abstriche woanders gemacht werden, möglich ist das allerdings.

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Irgendwie hat da jemand was nicht richtig verstanden.
Wenn ich jetzt als Beispiel meinen Z270 Chipsatz nehme, dann steht in den Technischen Daten des Chipsatzes folgendes:
PCI-Express-Version: 3.0
PCI-Express-Konfigurationen: x1, x2, x4 („PCI-Express-Konfigurationen (PCIe)“ beschreiben die verfügbaren PCIe-Lane-Konfigurationen, die für die Verbindung von PCH-PCIe-Lanes zu PCIe-Geräten verwendet werden können.)
Maximale Anzahl der PCI-Express-Lanes: 24

So - Wenn dort x1, x2, x4 steht, kann nicht irgendein dritter aus den herstellungsbedingten, festgelegten und zulässigen eigenschaften des Z270 Chip's etwas anderes machen. Man kann ihn nicht mal eben aufschneiden und seinen Kern/Siliziumkristalll in seiner Art so ändern, wie man es braucht. Der Hersteller macht solche Angaben nicht aus Spaß oder Langeweile.
Diese Angabe bedeutet, das an den Chipsatz nur PCI Express-Systemkomponenten angeschlossen werden können, die entweder 1, 2, oder 4 Lanes benötigen. Das können Beispielsweise 6 Komponenten sein, welche jeweils 4 Lanes brauchen. 6x4 = 24. Das die 6 Komponenten und ihre Lanes vom Chipsatz gemultiplext werden, weil die DMI Schnittstelle zwischen CPU und Chipsatz nur 4 Lanes hat, ist der Hauptgrund für die 4 maximal gleichzeitig möglichen Lanes.
Es können auch 24 Komponenten angeschlossen werden, die jeweils 1 Lane benötigen. Oder 12 Komponenten mit jeweils 2 Lanes. Solange die maximal unterstützte Lane-Anzahl von 4 pro Systemkomponente und im gesamten die verfügbaren (24) Lanes nicht überschritten werden, können beliebig viele Bauteile die 1, 2 oder 4 Lanes benötigen, eingebaut werden. Soll bedeuten, das man an den Chipsatz einfach keine Komponenten anschliessen kann, die 8 oder 16 Lanes benötigen. Würde man versuchen eine Grafikkarte an den Chipsatz anzuschliessen, würde sie entweder nur mit 4 Lanes laufen, die Karte fälschlicher Weise als doppelt vorhanden erkennen, oder für ernsthafte Probleme sorgen, da der Chipsatz laut Datenblatt nur für maximal 4 Lanes pro Systemkomponente ausgelegt ist.
Folglich können die Mainboard-Hersteller kein Chip verbauen, der mehr als 4 Lanes benötigt, weil es technisch durch die Vorgaben des Z270 einfach nicht möglich ist. Wenn sie es wollen, müssen sie mit technischen Tricks wie z.B. einem PCIe-Switch oder splitter die eigentlich für die Grafikkartenslots vorgesehenen PCIe-Lanes direkt von der CPU abgreifen und vervielfältigen, oder abzweigen, was je nach ausführung zu lasten der Grafikleistung führen KANN.
Es können definitiv keine Komponenten angeschlossen werden, die 3 Lanes brauchen, weil auch diese Konfiguration für den Z270 technisch nicht vorgesehen ist.

Wie schon erwähnt - Multiplex - aus den 4 DMI-Lanes werden im Z270 24 gemacht, es können aber immer nur auf 4 Lanes gleichzeitig Daten übertragen werden. Also ist die maximal mögliche Busanbindung pro Komponente am Z270-Chip auf 4 Lanes bzw. Datenleitungen begrenzt.

Bei Arbeitsspeichern und 4 verfügbaren DIMM-Slots darf man auch nur entweder 1, 2 oder 4 Module benutzen. 3 Module werden nicht unterstützt, werden nicht richtig erkannt, oder verursachen Probleme, wenn nicht sogar Datenverlust.

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Jetzt mal Offtopic, warum werden in letzter Zeit so "viele" alte Threads wieder ausgegraben wo der TE nicht mehr drauf antworten wird?

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Weil jemand eine Frage gestellt und auch andere vielleicht eine Antwort darauf suchen. Geht dabei nicht Primär um den TE sondern darum, dass jeder der diesen Fehler oder das Problem einmal hat im Netz nach etwas suchen kann und zum Beispiel in so einem Thread fündig wird.

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Hab mir das mal aufmerksam durchgelesen. Und wie schon einer sagte liegt das auch an den Board Herstellern.
Ich habe Intel i7 5820k sockel 2011-3 und board von msi Thomahawk x99a.
Die CPU hat 28 Lanes.
Da will ich auch die M.2 ssd nutzen 960 evo.
Dazu eine Graka 1070 nvidia.

Alles ordnungsgemäß zusammengesteckt. Windows installiert und getestet.
Erstmal ok alles funktioniert. Benchmarks schlagen voll aus.
Aber was ist das, ssd speed hat nur ca 800mb/s

Jetzt hab ich erstmal rumgestöbert und mich schlau gemacht ob ich da was ändern kann. Im Bios sind Einstellungen da, diese nutzen mir nichts.
Ich hab im Boardforum mich mega aufgeregt so ein Müll anzubieten. Ich muss eine CPU haben mit 40 Lanes da ich anderswo nix abschalten kann.
U.2 wird immer voll angesprochen, das nutzt doch keiner.

Mit 28 Lanes geht nur ca 800mb/s im M.2 slot
Habe da mal ein Adapter auf Grafikslot gesteckt und siehe da, der volle Speed der ssd ist da.

Allerdings sind ja jetzt 2 Karten in 2 Grakaslots so das die richtige Grafikkarte nur 8 Lanes bekommt.
Dennoch sind laut Bench nur ganz minimale Abstriche zu verzeichnen.

lasst euch nicht kirre machen mit x2 x3 usw
um den max speed einer m.2 ssd von 3000+ MB/s zu erreichen MUSS diese immer mit PCIe 3.0 x4 angesprochen werden.
Alle anderen Angaben z.b. PCIe2.0 x4 oder PCIe3.0 x2 haben Geschwindigkeitverlusst.

Ich hatte zuvor ein Asrock Board wo dieses Problem nicht war. M.2 wurde ordentlich angesprochen. Leider Kaputt gegangen.
Gab da gerade nix anderes desswegen MSI.

Nächste Generation sockel 2066 werd ich bei Zeiten mal anschaun.

mfg

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

onlygaming schrieb:

Jetzt mal Offtopic, warum werden in letzter Zeit so "viele" alte Threads wieder ausgegraben wo der TE nicht mehr drauf antworten wird?

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Ist doch Legitim. Eigene Themen in Verschieden Foren auf die ich später eine Antwort fand oder eine Verbesserung dann schreib ich das da rein. Das wenn jemand selbiges Problem hat vielleicht die Passende Antwort hat.

AW: Wieviele PCI-Express-Lanes muss mein CPU unterstüzen?

Das liegt daran, dass AsRock den M.2 Slot sinnvollerweise direkt an die CPU gehängt hat.
Man muss sich halt die Spezifikationen des Boards anschauen, da sieht man sowas.