🥇NVME SSD használata rendszermeghajtóként régi BIOS-szal és Linux operációs rendszerrel rendelkező számítógépeken

Megfelelő beállítás esetén NVME SSD meghajtóról is indíthatók régebbi rendszerek. Feltételezhető, hogy az operációs rendszer (OS) támogatja az NVME SSD-t. Kifejezetten az operációs rendszer indítását vizsgálom, mivel az OS-ben az NVME SSD a megfelelő driverek mellett látható és használható. Linux esetén nincs szükség további szoftverre. BSD és egyéb Unix családú operációs rendszerek esetén valószínűleg szintén működik a módszer.

A bármilyen meghajtóról való indításhoz szükség van arra, hogy az alapbetöltő programban (BIOS vagy EFI [UEFI]) legyenek driverek az adott eszközhöz. Az NVME SSD meghajtók viszonylag új eszközök a BIOS szempontjából, és a régi alaplapok firmware-eiben nincsenek ilyen driverek. EFI rendszerben, amely nem támogatja az NVME SSD-t, megfelelő kódot lehet hozzáadni, ami lehetővé teszi az eszköz teljes körű működését — az operációs rendszer telepíthető és betölthető. Régi rendszerek „legacy BIOS” indításával ezt valószínűleg nem lehet megtenni. Azonban van rá megoldás.

Hogyan csináljuk

Én az openSUSE Leap 15.1-et használtam. Más Linux disztribúciók esetén a lépések körülbelül ugyanezek.

1. Készítsük elő a számítógépet az operációs rendszer telepítésére.
Szükség van egy PC-re vagy szerverre, amely rendelkezik egy szabad PCI-E 4x vagy hosszabb slot-tal, függetlenül attól, hogy melyik verzió, a PCI-E 1.0 is elegendő. Természetesen minél újabb a PCI-E verzió, annál gyorsabb lesz a sebesség. Illetve egy NVME SSD M.2 – PCI-E 4x átalakítóval.
Szintén szükséges egy olyan meghajtó, amely legalább 300 MB kapacitással rendelkezik, amely a BIOS-ból is látható, és amelyről indítani lehet az OS-t. Ez lehet IDE, SATA, SCSI, SAS kapcsolaton keresztül csatlakozó HDD. Vagy USB flash drive, vagy memória kártya. Floppy lemezre nem fér el. A CD-ROM nem alkalmas, újraírás szükséges. DVD-RAM-ról fogalmam sincs. Hívjuk ezt a dolgot „legacy BIOS meghajtónak”.

2. Betöltjük a Linuxot a telepítéshez (optikai lemezről vagy bootolható flash drive-ról stb.).

3. A lemezparticionálás során elosztjuk az OS-t a meglévő meghajtók között:
3.1. Hozzunk létre egy 8 MB méretű GRUB bootloader részleget a "legacy BIOS meghajtó" elején. Megjegyzem, hogy itt az openSUSE sajátosságát használjuk - a GRUB egy külön partíción található. Az openSUSE alapértelmezett fájlrendszere (FS) a BTRFS. Ha a GRUB-ot BTRFS fájlrendszerrel rendelkező partícióra helyezzük, a rendszer nem indul el. Ezért használunk egy külön partíciót. A GRUB-ot máshol is elhelyezheti, amíg a rendszer betöltődik.
3.2. A GRUB részleg után létrehozunk egy részt a rendszer könyvtár ("root") egy részének, nevezetesen a "\/boot\/"-nak, 300 MB méretben.
3.3. A maradék - a rendszer könyvtárának maradéka, swap partíció, a felhasználó "\/home\/" partíciója (ha úgy döntött, hogy létrehozza) NVME SSD-n helyezhető el.

A telepítés után a rendszer betölti a GRUB-ot, amely a fájlokat a \/boot\/ mappából tölti be, ezt követően az NVME SSD elérhetővé válik, majd az NVME SSD-ről indul el a rendszer.
Gyakorlatban jelentős gyorsulást tapasztaltam.

A "legacy BIOS meghajtó" kapacitás követelményei: 8 MB a GRUB részleghez - ez alapértelmezett, és körülbelül 200 MB a \/boot\/ számára. A 300 MB-t tartalékként választottam. A kernel frissítésekor (és új telepítésekor) a Linux új fájlokat tölt a \/boot\/ részre.

Sebesség és költségmegtérítés

128 GB-os NVME SSD ára - körülbelül 2000 rubel.
M.2 adapter ára - PCI-E 4x - körülbelül 500 rubel.
Az M.2 adapterek - PCI-E 16x négy NVME SSD meghajtóhoz körülbelül 3000 rubelért kaphatók - ha ez szükséges valakinek.

Maximális sebességek:
PCI-E 3.0 4x, körülbelül 3900 MB\/s
PCI-E 2.0 4x, 2000 MB\/s
PCI-E 1.0 4x, 1000 MB\/s
A PCI-E 3.0 4x meghajtók gyakorlatban körülbelül 3500 MB\/s sebességet érnek el.
Feltételezhető, hogy a elérhető sebesség a következő lesz:
PCI-E 3.0 4x, körülbelül 3500 MB\/s
PCI-E 2.0 4x, körülbelül 1800 MB\/s
PCI-E 1.0 4x, körülbelül 900 MB\/s

Ez gyorsabb, mint a SATA 600 MB\/s. A SATA 600 MB\/s elérhető sebessége körülbelül 550 MB\/s.
Ugyanakkor a régi alaplapokon a SATA beépített vezérlő sebessége nem 600 MB\/s, hanem 300 MB\/s vagy 150 MB\/s lehet. Itt a beépített vezérlő = SATA vezérlő, amely a chipset déli hídjába van integrálva.

Megjegyzem, hogy az NVME SSD esetében működni fog az NCQ, míg a régi beépített vezérlők esetében ez előfordul, hogy nincs.

A PCI-E 4x-re vonatkozó számításokat végeztem, azonban egyes meghajtók PCI-E 2x buszt használnak. Ez elegendő a PCI-E 3.0-hoz, de a régebbi PCI-E szabványokhoz - 2.0 és 1.0 - ilyen NVME SSD-t nem ajánlott venni. Ezenkívül a memóriachip formájú cache-el rendelkező meghajtó gyorsabb lesz, mint a cache nélküli.

Aki számára, akik teljesen el akarnak tűnni a beépített SATA vezérlőről, javaslom az Asmedia ASM 106x (1061 és más) vezérlőt, amely két SATA 600 portot (belső vagy külső) kínál. Nagyon jól működik (a firmware frissítése után), AHCI módban támogatja az NCQ-t. PCI-E 2.0 1x buszon csatlakozik.

Maximális sebessége:
PCI-E 2.0 1x 500 MB/s
PCI-E 1.0 1x 250 MB/s
A megvalósítható sebesség a következő lesz:
PCI-E 2.0 1x 460 MB/s
PCI-E 1.0 1x 280 MB/s

Ez elég lesz egy SATA SSD-hez vagy két HDD-hez.

Megfigyelt hátrányok

1. A SMART paraméterek nem olvashatók NVME SSD-vel, csak általános gyártói adatok, sorozatszám stb. érhetők el. Lehet, hogy túlságosan régi az alaplap (m.b.). A saját embertelen kísérleteimhez a legöregebb alaplapot használtam, amit találtam, nForce4 chipkészlettel. 2. A TRIM működnie kell, de ezt ellenőrizni kell.

Fennállnak más lehetőségek is: SAS vezérlő vásárlása PCI-E 4x vagy 8x csatlakozóval (van 16x vagy 32x?). Az olcsók SAS 600-at támogatnak, de SATA 300-at, a drágák pedig drágábbak lesznek, de lassabbak, mint fent említett megoldás.