42 Intel Z97/H97 chipset moederborden review

M.2 en SATA Express

PCI-Express gebaseerde SSD's is dé killer feature van de nieuwe generatie moederborden, zij het dat dat meer te danken is aan de moederbordfabrikanten dan aan de chipset zelf. Op zich is het niet nieuw: wie een bestaand moederbord heeft kan al prima een als PCI-Express uitbreidingskaart uitgevoerde SSD plaatsen, zoals de OCZ RevoDrive of de Plextor M6e. Nieuw is dat we op vrijwel alle 9-serie moederborden nieuwe, specifiek voor PCI-Express gebaseerde interfaces tegenkomen.

Allereerst is er M.2, een interface die in eerste instantie is bedacht voor laptops en in feite de opvolger is van mSATA. M.2-gebaseerde SSD's kunnen zowel via Serial ATA als PCI-Express x2 of x4 werken. Bij alle geteste moederborden zijn de aanwezige M.2 sloten daadwerkelijk met PCI-Express lanes verbonden. M.2 gebaseerde SSD's zijn 22 millimeter breed en zijn er in verschillende lengtes, waarvan 60 en 80 millimeter het meest voorkomende is. SSD's van deze lengtes worden dan ook aangeduid als respectievelijk M.2 2260 en M.2 2280. Zonder uitzondering bieden de borden met M.2 slot ondersteuning voor beide soorten en hoef je enkel een schroefje en moertje te verplaatsen. 

Bijna alle Z97 moederborden die op de markt komen, hebben een M.2 slot voor PCI-Express gebaseerde SSD's.

Op één uitzondering na zijn de M.2-sloten op moederborden in deze review voorzien van twee PCI-Express 2.0 lanes (maximaal 1 GB/s dus) uit de chipset. De fabrikanten maken hierbij gebruik van een trucje van de chipset, namelijk twee uitgangspoorten die schakelen tussen PCI-Express en Serial ATA. Het betekent wel dat wanneer je een M.2 SSD plaatst dat twee SATA-poorten, meestal poort 5 en 6, hun werking verliezen.

Uitzondering is het tweede M.2-slot op de ASRock Z97 Extreme6. Dit is wat ASRock een "Ultra M.2" slot noemt en is met vier PCI-Express 3.0 lanes verbonden met de PCI-Express controller in de CPU. Enkel met dit bord kun je een via PCIe x4 werkende SSD (zoals de Samsung XP941) op hoogste snelheid laten werken. Probleem is wel dat zodra je dat doet je een losse videokaart niet langer van de volle 16 PCI-Express lanes kunt voorzien. Eigenlijk lopen we hier direct tegen hét grote probleem aan: het Z97/H97-platform heeft net als z'n voorlopers eigenlijk simpelweg te weinig PCI-Express lanes om alle functionaliteit die je anno 2014 zou wensen op een juiste manier aan te bieden. Vermoedelijk wordt dat pas bij de volgende generatie opgelost.

Wil je in de toekomst een PCI-Express x4 gebaseerde M.2 SSD gebruiken, maar staat het ASRock Extrem6 bord je niet aan? Dan kun je nog altijd kiezen voor een adapterkaart om de SSD in een normaal PCI-Express x16 slot te stoppen, waarmee je dus wel ook lanes bij de videokaart wegsnoept.

M.2 gebaseerde PCI-Express SSD's komen we nog nauwelijks in de losse verkoop tegen. Een uitzondering is de Plextor M6e. Pas in 2015 zal de beschikbaarheid van PCI-Express gebaseerde M.2 SSD's echt toenemen.

Naast M.2 komen we op veel van de geteste moederborden de nieuwe SATA Express standaard tegen. Via SATA Express is het mogelijk om een PCI-Express gebaseerde SSD in 2,5" formaat in een systeem te plaatsen, net als huidige SATA SSD's. Daarvoor is een speciale connector bedacht: aan de moederbordkant ziet die eruit als twee normale SATA-aansluitingen met een kleinere extra connector. Dat is geen toeval, want de twee SATA-connectors zijn ook als zodanig te gebruiken voor conventionele SSD's of harde schijven. Zodra een SATA-Express kabel wordt geplaatst, wordt die door de extra connector herkend en geven de poorten PCI-Express signalen door. Aan de kant van de SSD heeft SATA-Express een enkele, brede connector die een beetje doet denken aan een SATA-connector. SATA Express kabels hebben aan die kant weer een verloopkabel, waar je een SATA-stroomconnector van de voeding aan kunt plaatsen.

De SATA Express moederbord connector

En de SATA Express connector zoals aanwezig op SSD's.

SATA Express biedt net als M.2 de mogelijkheid om SSD's via twee PCI-Express lanes aan te sturen. Vier lanes is bij SATA Express niet mogelijk. Bij PCI-Express 2.0 bieden twee lanes een theoretische doorvoersnelheid van 1 GB/s, bijna het dubbele van Serial ATA 600. Zowel M.2 als SATA Express kunnen in de toekomst ook met PCI-Express 3.0 lanes aangestuurd worden, waarbij de doorvoersnelheid 2 GB/s wordt. Op de huidige moederborden gebeurt dat echter niet, met het M.2-slot op de ASRock Z97 Extreme6 zoals geschreven als enige uitzondering.

Echte SATA Express SSD's zijn er op het moment van schrijven nog niet, wat op zich niet vreemd is, aangezien je ze tot nu toe nergens op kon aansluiten. We verwachten gedurende het jaar wel wat aankondigingen. ASUS heeft in ieder geval laten weten dat men met producten komt waarbij je een M.2 SSD of twee mSATA SSD's kunt plaatsen in een 2,5" SATA Express behuizing. In dat eerste geval is het in feite een converter, in het tweede geval de facto een RAID 0-oplossing van twee SATA SSD's gebaseerd op een PCI-Express controller. Het zijn beide duidelijke overgangsproducten, terwijl we wachten op échte SATA Express drives.

Een SATA Express kabel

Moederbord kant

SSD-kant

Opvallend is dat ASRock, ASUS en Gigabyte ervoor hebben gekozen om SATA Express wél te implementeren op hun nieuwe moederborden, maar MSI op een enkele uitzondering na niet. De marketing afdeling van MSI heeft haar reactie zonder meer klaar, wat iets in de trant van "wij geloven meer in M.2" zal zijn. Vermoedelijk is het eerder een inschattingsfout en had MSI niet verwacht dat haar concurrenten al direct op de SATA Express trein zouden springen. De door MSI aangekondigde M.2-naar-SATA-Express-converter, een module die je in een M.2-slot plaatst, is een niet bepaald elegante manier om de "achterstand", voor zover je daar over kunt spreken, in te halen. In één ding moeten we MSI gelijk geven: doordat M.2 inmiddels dé standaard voor PCI-Express gebaseerde opslag in laptops is, verwachten we met hen dat er het komende jaar veel meer M.2 SSD's dan SATA Express SSD's te verwachten zijn. Tegelijkertijd zou het ons zeer verbazen als SATA Express als form factor voor desktop PC's niet zou aanslaan en vinden we de keuze om te interface nog niet te bieden op de nieuwe moederbord op zijn minst onhandig.

MSI komt met deze M.2 naar SATA Express converter

Nog even voor de duidelijkheid: of je een PCI-Express SSD nu in een normaal uitbreidingsslot steekt, in een M.2 slot of verbindt via SATA Express: als de controller PCI-Express x2 ondersteunt zijn de prestaties in alle gevallen identiek, aangezien we over identieke aansturing spreken. Dat hebben we ook gevalideerd met de Plextor M6e: of we die nu op de 9-serie borden in een M.2 slot stoppen of met de eigen adapter plaatsen, de prestaties zijn identiek. Ondersteunt een controller PCI-Express x4 (zoals de OCZ RevoDrive 350 of de Samsung XP941) en/of PCI-Express 3.0, dan biedt een PCI-Express gebaseerde uitbreidingskaart of ASRocks "Ultra M.2"-slot in potentie betere prestaties. Vergeet niet: PCI-Express 2.0 met vier lanes biedt 2 GB/s en dat is ruim drie keer de maximale snelheid van Serial ATA 600. Deze form factor moeten we dus ook zeker niet uitwissen. Sterker nog: LSI heeft een tijd geleden al een nieuwe SandForce SSD-controller aangekondigd die via vier PCI-Express lanes kan worden aangestuurd en doorvoersnelheden tot 1800 MB/s moet kunnen bereiken. Dergelijke SSD's zullen als uitbreidingskaarten op de markt komen (en werken dus in feite net zo goed op bestaande moederborden als 9-serie exemplaren).

Grote kans dat PCI-Express uitbreidingskaarten toch de meest populaire form factor voor SSD's in high-end PC's worden. Zo'n uitbreidingskaart heeft immers vier PCI-Express (2GB/s bij PCI-Express 2.0), waar M.2 en SATA Express zijn beperkt tot twee lanes (1GB/s).