Плата с четырьмя разъёмами M.2, восемью портами SATA и парой слотов PCIe x16 создаёт впечатление, что все эти интерфейсы работают одновременно и независимо друг от друга. На практике после установки второго накопителя часть портов SATA перестаёт определяться, а видеокарта в верхнем слоте переходит с шестнадцати линий на восемь. Ничего не сломалось: линии PCIe — конечный ресурс платформы, и разводка платы заранее описывает, кто кому уступает.
Два источника линий
Линии на плате приходят из двух мест. Первый источник — сам процессор. Он выводит наружу фиксированное число линий, и это число определяется конструкцией кристалла, а не платой. Часть этих линий уходит на основной графический слот, ещё несколько выделены под один разъём M.2, а оставшиеся связывают процессор с чипсетом. Второй источник — чипсет. Он работает как коммутатор: получает от процессора канал в несколько линий и раздаёт наружу заметно большее количество портов — дополнительные M.2, порты SATA, USB, сетевой контроллер, нижние слоты PCIe.
Отсюда следует ключевое различие. Накопитель, подключённый к процессорным линиям, работает по короткому и монопольному пути. Накопитель на чипсетных линиях делит общий канал со всей остальной периферией. Это различие не видно в спецификации разъёма — оба могут быть заявлены как M.2 с одинаковым числом линий и одинаковым поколением шины.
Комбинированные разъёмы и таблица совместного использования
Многие разъёмы физически выведены сразу на два интерфейса. Один и тот же слот M.2 может принимать как накопитель с шиной PCIe, так и накопитель с шиной SATA. Второй вариант реализован тем, что на контакты слота заведены линии от штатного SATA-контроллера. Когда в такой разъём ставят SATA-накопитель, соответствующие порты SATA на краю платы отключаются — они физически те же самые.
Похожая история со слотами расширения. Нижний слот PCIe длиной x16 нередко разведён на четыре линии, которые он делит с одним из разъёмов M.2. Занят слот — разъём молчит, и наоборот. Иногда делится и верхний графический слот: установка накопителя в определённый M.2 переводит его из режима x16 в x8, потому что восемь линий физически перекоммутированы мультиплексором.
Признак у всех этих случаев одинаковый и легко узнаваемый. Устройство исчезает не после нагрузки и не через время, а сразу — при первом включении после перестановки. Диск не определяется в списке загрузки, порт SATA не видит подключённый шлейф. Диагностика начинается не с замены кабеля, а с таблицы совместного использования разъёмов в руководстве.
Бифуркация и переходники на несколько накопителей
Отдельная тема — карты-переходники, позволяющие поставить два или четыре накопителя в один слот x16. Здесь работает бифуркация: слот делится на несколько независимых групп линий, например на две по восемь или на четыре по четыре. Делит их корневой комплекс процессора, и включается это только настройкой в прошивке платы. Если производитель не вывел такой пункт в интерфейс UEFI, переходник без собственной логики покажет только первый накопитель — остальные окажутся на линиях, которые никто не активировал.
Существуют переходники с аппаратным коммутатором на борту. Они работают в любом слоте независимо от поддержки бифуркации, но добавляют собственное энергопотребление и заметно греются, поэтому требуют продуваемого корпуса. Подробнее о том, как выбирать типы накопителей под разные интерфейсы, имеет смысл смотреть в разделе накопителей.
Узкое место между чипсетом и процессором
Даже когда все разъёмы включены и видны, остаётся ограничение по суммарной полосе. Чипсет соединён с процессором каналом из нескольких линий, и вся периферия, висящая на чипсете, делит эту полосу между собой. Пока нагружен один накопитель, ограничение незаметно. Оно проявляется при одновременной работе: копирование между двумя чипсетными накопителями, параллельная запись с сетевого адаптера, активный обмен по USB.
Характерный признак — суммарная скорость двух операций заметно ниже, чем скорость каждой из них по отдельности, при том что сами накопители не греются и не троттлят. Проверяется это простым разнесением: если один из накопителей перенести в разъём на процессорных линиях, картина меняется. По этой же причине системный накопитель и накопитель под тяжёлый рабочий поток разумно разводить по разным источникам линий, а не ставить оба в соседние чипсетные разъёмы.
Поколение шины, тепло и физическое место
Разъёмы на одной плате часто относятся к разным поколениям PCIe. Более новый разъём, как правило, один и подключён к процессору, остальные на поколение ниже. Накопитель встанет в любой и запустится, но полосу получит по младшему из двух — по возможностям слота или самого устройства.
Физическое расположение тоже имеет значение. Разъём M.2, находящийся прямо под видеокартой, оказывается в зоне подогрева и слабого потока воздуха. Контроллер накопителя реагирует на перегрев снижением частоты, и падение скорости выглядит как деградация устройства, хотя причина — компоновка. При планировании корпуса и продува это стоит учитывать заранее, вместе с остальными узлами, о порядке подбора которых написано в разделе сборки.
Сводя всё вместе: перед покупкой второго или третьего накопителя полезно открыть блок-схему платы и найти, какая линия откуда идёт. Это занимает несколько минут и снимает большую часть вопросов о пропавших портах и урезанных слотах.
