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【心得】AMD 500系列晶片組、主板I/O分析

msns90046 (天空の夜明け) #1
CC
2022-01-15 15:37:59
距離筆者的AM4 300系列I/O講解已經將近5年了
Ryzen在這5年之間可說是大成功,讓AMD在CPU市場重返榮耀

有強力的CPU,也要有豐富的I/O才能襯托出平台優勢
剛開始的300、400系列和Intel相比確實落後了些,關鍵是沒有全GP PCIe 3.0
(GP PCIe就是通用的,PCIe裝置可以使用的匯流排)

起碼CPU內建4個USB和額外的PCIe x4(可切換成SATA)
加上晶片組有類似Intel Flexible I/O的特性
讓PCIe與SATA通道能夠互相切換,補全了平台I/O不足的部分

高階X370/470主板由巧妙的排列組合讓用戶有眼前一亮的豐富擴充能力
如C7H、X470 Taichi Ultimate和X370 XGT都將其發揮到極限
但是主流的B350/B450就只能算勉強夠用了(普遍只有4個SATA可以用)

好在Zen 2和X570的到來讓AM4的I/O更上一層樓
1.CPU全面升級成U3G2和PCIe 4.0
2.X570上下行都支援PCIe 4.0,GP PCIe、SATA和USB多到數不完

當時筆者提過”AM4晶片組給的GP PCIe沒有3.0和GP PCIe數量太少”
現在總算不會缺東缺西或被複雜組合弄到霧煞煞,VRM用料也更加豪放
明顯可以看出板廠從Zen 2開始對AM4的重視顯著提升

缺點嘛...X570主板太貴了,且發熱量大到得用主動式散熱
AMD也將300/400系列主板的PCIe 4.0上鎖
強迫用戶要PCIe 4.0就只能買貴森森、有風扇的X570主板(5000元起跳)

必須等到X570開賣一年後才終於有開放CPU PCIe 4.0的B550可以買
B550雖然I/O不像X570一樣豪華(沒有GP PCIe 4.0)
但GP PCIe 3.0至少有8個、U3G2兩個,還免除了晶片組散熱風扇的需求

更驚喜的是主板廠沒有因為B550定位在主流就做的太摳門
5000元的B550在VRM用料幾乎直逼中階X570,50A DrMOS就不用說
甚至部分主板連70A DrMOS也願意灑,幾乎是以下犯上

B550的I/O規模更是上看X370/470;沒晶片組風扇、板廠用料豪放
在X570S礦渣出現以前就受到不少玩家的愛戴,稱為”X550”都不為過

最低階的A520在B550公開後也隨即跟上,主打"剛剛好"的裝機市場
無法啟用PCIe 4.0、不支援CPU超頻、VRM用料也比較省
(畢竟不超頻就算灑一堆DrMOS也是浪費)

最後是X570S,以AMD官方來說並沒有S這個代號
板廠自行定義的S通常認為是Silent(靜音)
最大特徵是取消晶片組散熱風扇,可視為一波板廠的X570更新

新舊款同級品互相比較則新款有強化VRM與改善I/O的搭配
最明顯的是全DrMOS化、更多的U3G2和提升PCIe通道的利用度

當前拍賣常看到的便宜X570S主機板都是由"礦渣"拆出來賣的
“礦渣”為買下顯卡大禮包後再將禮包周邊賣掉,類似於買櫝還珠
通常都是挖礦大戶去做這種事,大量的禮包周邊也就流入市場了

====================================

進入主題,這張是筆者用Excel畫出來的AM4晶片組I/O總圖
從X570到A320全都有,不包含APU(請自己查)


再來會將各晶片組的實際案例拿出來解析,但有些小細節必須注意到:
Zen 2/3的IOD理論上可牽4個U3G2,X570可牽8個U3G2
要牽U3G2的話就會加上Redriver,但是Redriver要錢嘛
這也是為何高階板以外,U3G2全都牽出來的很少

例如X570 UD的CPU全都牽4個U3
C8H你就能看到CPU的U3G2全牽出來,後I/O有高達8個U3G2

至於有些主板會去用USB hub兜出更多個USB接口
用PCIe橋接晶片來擴充也有,這兩點看起來就像超越晶片組的規格

再來U3G2x2(20Gb/s)並沒有在當前AMD平台內建
通通都要用晶片從PCIe轉才會有,例如ASMedia ASM3241、ASM3242
前者一個,後者兩個,對應到PCIe 3.0 x2或x4

那Intel晶片組的I/O呢?
必須要看Flexible HSIO圖才準,方塊圖的”up to”不夠精細
例如Z390的PCIe通道up to 24條,實際上USB、SATA全換掉後能用的不到16條
這不是Intel在騙,純粹就是晶片組設計時提供的彈性罷了
(Z390 Flexible HSIO圖,擷取自Intel datasheet)


AMD則是明確指定PCIe通道有多少個,可以用多少個去換SATA
而X570又有PCIe 4.0的優勢,因此筆者認為X570的擴充能力是略強於Z390的

(a.)X570


X570上行CPU為PCIe 4.0 x4
保底4個SATA、GP PCIe 4.0 x8、8個U3G2(或U3)、4個U2

額外GP PCIe 4.0 x4各兩組
分別可更換4個SATA或是2個SATA+GP PCIe x2(combo),彈性很大

拿Crosshair VIII Hero(C8H)當範例,方塊圖來自theoverclocker.com


筆者的解讀圖(不代表板廠的實際layout,僅供參考)


C8H將CPU+X570的I/O給好給滿
可滿足整張主板怎麼插都不會互換,非常完美

如果X570需要第三、四條NVMe SSD,就必須開始換:
1.額外4個SATA;4個換x4,2個換x2(可參考X570S Aorus Pro AX)
2.與PCI-E x4插槽做切換(可參考X570S Aero G)

再來是頂級中的頂級Crosshair VIII Extreme(C8E),看看頂級板怎麼玩的
方塊圖來自xfastest.com


筆者的解讀圖(不代表板廠的實際layout,僅供參考)


有TBT4、U3G2x2、5個M.2(3個直通CPU、2個晶片組)和雙LAN(其中一個10Gbps)
頂級中的頂級就是這麼狂,你想要的全都給到滿出來

依照xfastest放的I/O方塊圖畫出來有少一些通道沒用
筆者不確定是否就空著,USB2有可能預留給其它低速晶片用

此外唯一的那條PCI-E插槽為PCIe 3.0
因為這張主板用的是ASM2812,當前唯一使用低延遲PCIe橋接晶片的X570主機板
(ASMedia正式名稱為PCIe packet switch)
華碩用ASM2842將x4轉為x8,提供給TBT4、U3G2X2以及SATA控制器

為什麼要加SATA控制器? 這是因為額外的SATA都切去給DIMM.2用
否則整張板子的原生SATA只有四個
而剩一個PCIe通道就留給那孤單的PCI-E 3.0 x1了

(b.)B550

(GP PCIe 3.0數量有8個,方塊圖上面只有寫x4是錯的)

B550在U3G2、GP PCIe+SATA都比X570還要少
但GP PCIe數量夠多,保底可多拉一條M.2接口讓你插NVMe/SATA SSD

之前常有人將X370/470拿來對比
確實B550幾乎比X370/470還要好,就差少2個SATA和4個U3了
但這問題不大,SATA4~6個就很夠了,U3也能用USB Hub來解決

B550拿Aorus Master和Vision D這兩張當範例
(技嘉有將I/O解析圖放出來真的很方便XD)
這兩張都有將CPU+B550的I/O給好給滿,另外也都有特殊的I/O搭配

B550 Aorus Master(來源為技嘉官網)


筆者的解讀圖(不代表板廠的實際layout,僅供參考)


B550 Aorus Master的特殊在於CPU直出的PCIe x16被切成x8+x4+x4
由此達到三條直通CPU的M.2接口,非常罕見的做法
還有CPU直出的U3G2全都有給滿

B550 Vision D(-P版有前Type-C一個,來源為技嘉官網)


筆者的解讀圖(不代表板廠的實際layout,僅供參考)


B550 Vision D有趣在於使用PCIe switch將x1分給兩個1Gbps有線網卡
這個switch名稱為ASMedia ASM1184e,同款也有用在X570 Taichi上

特色是可以PCIe 2.0 x1分成4個x1
當然同時滿載還是會塞車,畢竟上行水管就只有PCIe 2.0 x1
但對於兩個1Gbps有線網卡來說應該是沒問題,滿載也才250MB/s
頻寬方面對於PCIe 2.0 x1來說應該是沒問題的(延遲應該還是有)

此外B550 Vision D是唯二內建TBT3的B550主機板
(另一片ASUS ProArt B550-Creator有TBT4)

但比較奇怪的是技嘉是用1轉4的ASM1184e而非1轉2的ASM1182e
然後USB2.0的搭配很怪,看有無高人能解釋

(c.)A520
A520的I/O很簡單,直接拿A520 Aorus Elite來參考
可惜的是號稱”入門最頂級"的它還是沒有給好給滿
起碼還有一個CPU出來的U3G2啦,其它A520幾乎沒半張有給

A520 Aorus Elite(來源為技嘉官網)


筆者的解讀圖(不代表板廠的實際layout,僅供參考)


筆者總覺得A520蠻雞肋的,太丐就不說
最關鍵的是沒有支援Zen 2之前的CPU、APU
不然可讓預算不足的B350、A320丐板用戶升級

而且比較好買到的低價APU也都是Zen 2的產品
A520不支援2400G、3200G、3000G這些APU真的非常可惜

最後是價格和B550丐板差距小
但要買B550的話好一點的都是4K起跳(開始都有灑DrMOS)

前面B550 Vision D提到ASMedia的PCIe packet switch,這邊列出幾張:
Crosshair VIII Extreme(ASM2812)
X570 Aqua(ASM1187e)
X570 Taichi(ASM1184e)
B550 Vision D(ASM1184e)
X570 Godlike(ASM1182e)
(應該還有其它張有,筆者這邊懶得找所以放這些而已)

這些主板通常有TBT、超過2個M.2接口、雙LAN或多個PCI-E插槽
此類”我全都要”的解決方案往往只能選購更貴的HEDT平台
能在主流平台上見到實屬難得

而ASMedia的PCIe packet switch功能就類似於以前的PLX橋接晶片
所以別喊PLX惹~

現在幾乎沒人在用SLI/CF多卡,HEDT的PCIe通道也夠多
PLX8747這種低延遲橋接晶片也就幾乎沒主板在配(況且也只有PCIe3)
當前唯一接近的就是C8E用的ASM2812,看看那精美的$25990

此外有需要APU內顯的玩家要注意一下,這些X570高階板都沒有內顯輸出:
華碩C8H、C8F、C8I、C8DH和C8E
技嘉X570 Aorus Xtreme、Master(含S)
微星X570 Godlike、ACE(含S)、Unify、UNIFY-X MAX
EVGA X570 Dark
(華擎全都有,包含X570 Aqua和Taichi)

結論:
看不懂沒關係,精華就是這張


先撇開極限超頻、主板廠對高階X570主板的優化以及礦渣價
對日常使用來說5000元價位的B550主板實用度就相當高了
也不用擔心VRM扛不動
例如Strix B550-F、B550 Aorus Pro、B550 Tomahawk的VRM連3950X都扛的動

這邊的問題就只有“請給我買X570的理由”

(a.)
無論SSD是PCIe 3.0或PCIe 4.0
用超過兩條NVMe SSD又不想被晶片組頻寬受限,你買X570就值得了
因為X570有PCIe 4.0的優勢,不用怕B550的PCIe 3.0會塞車
(如果是兩條PCIe 4.0 SSD那更要買X570)

如果要多個U3G2那X570也會是個比較好的選擇

(b.)
板廠特定功能、優化(如全水冷X570 Aqua)
怪給西、最強小鋼炮(如C8I、X570 PG ITX)
要什麼有什麼(如C8E)

以及極限超頻、微調、壓榨出最後一滴性能
X570是你的唯一選擇

==================
此外若有特殊需求要讓多條M.2 NVMe SSD一定要直通CPU
裝顯卡、全支援PCIe 4.0 x4、不考慮TRX40的前提就只有三條~五條
(不考慮APU,因為APU只有PCIe x8+x4)

甲方案可以達到3條,顯卡會跑在直通CPU的PCIe 4.0 x8
1條是CPU本來就預留的M.2接口(PCIe x4/SATA)
再拿CPU的x16切成x8(顯卡)+x4(M.2 PCIe)+x4(M.2 PCIe),多2條
在萬元內有B550 Aorus Master,破兩萬則是Crosshair VIII Extreme

要再1條可以將顯卡插的那槽那去轉M.2接口來用
顯卡改插晶片組出來的PCI-E插槽

乙方案可以達到五條,但顯卡得裝在晶片組出來的PCI-E插槽
用ASUS Hyper M.2 x16 Gen 4這類型的轉卡
就可以將顯卡用的PCI-E x16插槽轉成四個x4的M.2 PCIe接口
再加上CPU本來就預留的PCIe x4/SATA那就有五條直通了

前提是主板有驗證過可用bifurcation以及和這種玩法相容
因為撞到bug可能性也是有,所以可選購附贈1轉4轉卡的主板
不在QVL上的型號請自行詢問主板廠
稍微平價一點只有Strix B550-XE Gaming可以買

這方法不限B550或X570,但顯卡跑晶片組的話頻寬可能受限
用上行頻寬比較大的X570應該可緩解晶片組塞車的情況

備註:
這裡將USB用簡稱來分辨(該死的USB IF),也避免用”USB-C”這麼籠統的名稱
480Mb/s的USB稱USB2.0(U2)
5Gb/s的USB稱USB3.0(U3)
10Gb/s的USB稱USB3.1 G2(U3G2)
20Gb/s的USB稱USB3.2 G2x2(U3G2x2)
若有Thunderbolt 3、4則稱為TBT3或TBT4
一組=2個

====================================

以上,有錯還請高人指正

在考慮要不要買一張礦渣X570S來用

看較舊的 11 則留言

SKAP: 01-17 22:37

至於風扇壞去,保內送修就行,那個機率很低,連我公司一堆X570主板也都很少壞風扇,更妙的是有些小風扇被拔掉也照樣能燒機測試

SKAP: 01-17 22:38

雖然我是不知道顧那些機台的人沒事拔掉小風扇幹嘛,我這邊機台約100張只有1張風扇不轉,照樣能用,而且都是多次因其他問題反覆送修過的拼裝機台

魔主浮沉: 前天 23:25

都要改朝換代了..

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