🥇Användning av NVME SSD som systemlagring på datorer med gammal BIOS och Linux OS

Med rätt inställningar kan man starta från en NVME SSD även på gamla system. Det förutsätts att operativsystemet (OS) kan arbeta med NVME SSD. Jag avser just start av OS, eftersom NVME SSD syns i OS efter uppstart om drivrutinerna finns. Ingen ytterligare programvara (mjukvara) krävs för Linux. För BSD- och andra unixbaserade system kan metoden troligen också fungera.

För att starta från en lagringsenhet måste drivrutiner för enheten finnas i programmet för första uppstarten (POST), i BIOS eller EFI (UEFI). NVME SSD-enheter är relativt nya jämfört med BIOS, och det finns inga sådana drivrutiner i BIOS-versioner för gamla moderkort. I EFI utan stöd för NVME SSD kan motsvarande kod läggas till, vilket gör det möjligt att arbeta fullt ut med enheten — man kan installera ett operativsystem och starta det. För gamla system med så kallad "legacy BIOS" är det osannolikt att detta kan göras. Men det finns sätt att kringgå detta.

Hur man gör

Jag använde openSUSE Leap 15.1. För andra Linux-distributioner kommer stegen att vara ungefär desamma.

1. Förbered datorn för installation av operativsystemet.
Du behöver en PC eller server med en ledig PCI-E 4x- eller längre slot, oavsett vilken version, PCI-E 1.0 duger. Självklart, ju nyare version av PCI-E, desto högre hastighet. Och såklart en NVME SSD med en M.2 till PCI-E 4x-adapter.
Dessutom behövs en lagringsenhet med en kapacitet på 300 MB eller mer, som syns i BIOS och från vilken OS kan startas. Detta kan vara en hårddisk ansluten via IDE, SATA, SCSI eller SAS. Eller en USB-flash-enhet, eller ett minneskort. En diskett passar inte. CD-ROM kommer inte att fungera, det krävs omskrivning. DVD-RAM — ingen aning. Låt oss kallad denna enhet "legacy BIOS-lagringsenhet".

2. Ladda ner Linux för installation (från en optisk disk eller en bootbar flash-enhet eller liknande).

3. Vid partitionering av disken fördelar vi OS på de tillgängliga lagringsenheterna:
3.1. Vi skapar en partition för GRUB-laddaren i början av «legacy BIOS-enheten» med en storlek på 8 MB. Jag vill påpeka att en specifik funktion av openSUSE används här — GRUB på en separat partition. Som standard används filsystemet (FS) BTRFS för openSUSE. Om GRUB placeras på en partition med FS BTRFS, kommer systemet inte att starta. Därför används en separat partition. Du kan placera GRUB någon annanstans, så länge den startar.
3.2. Efter partitionen med GRUB skapar vi en partition för en del av systemmappen («rot»), nämligen för «/boot/», med en storlek på 300 MB.
3.3. Det som återstår — resterande systemmapp, partitionen för swap, användarpartitionen «/home/» (om du har beslutat att skapa en sådan) kan placeras på NVME SSD.

Efter installationen laddar systemet GRUB, som laddar filer från /boot/, varefter NVME SSD blir tillgänglig, och sedan följer systemstart från NVME SSD.
I praktiken har jag fått en betydande hastighetsökning.

Krav på kapacitet för «legacy BIOS-enheten»: 8 MB för GRUB-partitionen — det är standard, och någonstans från 200 MB för /boot/. 300 MB har jag valt med lite marginal. Vid uppdatering av kärnan (och vid installation av nya) kommer Linux att fylla /boot/-partitionen med nya filer.

Hastighets- och kostnadsbedömning

Kostnaden för NVME SSD 128 GB — ungefär från 2000 kr.
Kostnaden för M.2-adaptern — PCI-E 4x — ungefär från 500 kr.
Det finns också M.2-adaptrar — PCI-E 16x för fyra NVME SSD-enheter till försäljning, till priser från cirka 3000 kr — ifall någon behöver det.

Maximala hastigheter:
PCI-E 3.0 4x cirka 3900 MB/s
PCI-E 2.0 4x 2000 MB/s
PCI-E 1.0 4x 1000 MB/s
Enheter med PCI-E 3.0 4x når i praktiken hastigheter på runt 3500 MB/s.
Man kan anta att den uppnåeliga hastigheten kommer att vara:
PCI-E 3.0 4x omkring 3500 MB/s
PCI-E 2.0 4x omkring 1800 MB/s
PCI-E 1.0 4x omkring 900 MB/s

Vilket är snabbare än SATA 600 MB/s. Den uppnåeliga hastigheten för SATA 600 MB/s är omkring 550 MB/s.
Samtidigt kan hastigheten för SATA på gamla moderkort vara 300 MB/s eller 150 MB/s istället för 600 MB/s. Här avser den inbyggda kontroller = SATA-kontroller, inbyggd i chipsetets södra bro.

Jag nämner att NCQ kommer att fungera för NVME SSD, medan gamla inbyggda kontroller inte nödvändigtvis har detta.

Jag har gjort beräkningar för PCI-E 4x, men vissa enheter har PCI-E 2x-buss. Det räcker för PCI-E 3.0, men för äldre standarder som PCI-E — 2.0 och 1.0 — är sådana NVME SSD bättre att undvika. Dessutom kommer en enhet med en minneschip-buffer att vara snabbare än utan.

För dem som vill helt avstå från den inbyggda SATA-kontrollern rekommenderar jag att använda Asmedia ASM 106x-kontrollern (1061 m.fl.), som erbjuder två SATA 600-portar (interna eller externa). Den fungerar ganska bra (efter firmwareuppdatering), och i AHCI-läge stöder den NCQ. Ansluts via PCI-E 2.0 1x.

Dess maxhastighet:
PCI-E 2.0 1x 500 MB/s
PCI-E 1.0 1x 250 MB/s
Den uppnåbara hastigheten blir:
PCI-E 2.0 1x 460 MB/s
PCI-E 1.0 1x 280 MB/s

Detta räcker för en SATA SSD eller två HDD.

Observerade nackdelar

1. SMART-parametrar läses inte av för NVME SSD, endast allmän information om tillverkare, serienummer osv. Detta kan bero på ett alltför gammalt moderkort (mk). För mina brutala tester använde jag det äldsta moderkortet jag kunde hitta, med nForce4-chipset. 2. TRIM bör fungera, men det måste kontrolleras.

Det finns också andra möjligheter: att köpa en SAS-kontroller med PCI-E 4x eller 8x-kontakt (finns det 16x eller 32x?). Men om de är billiga stöder de SAS 600, men SATA 300, medan dyrare varianter kostar mer och är långsammare än det föreslagna alternativet ovan.