[心得] AMD 500系列芯片组、主板I/O分析

楼主: Cubelia (天空の夜明け)   2022-01-15 15:30:29
请直接服用好读版:
https://www.ptt.cc/bbs/PC_Shopping/M.1642231838.A.1E7.html
(imgur不读图请看巴哈版)
https://forum.gamer.com.tw/C.php?bsn=60030&snA=594257
距离笔者的AM4 300系列I/O讲解已经将近5年了
Ryzen在这5年之间可说是大成功,让AMD在CPU市场重返荣耀
有强力的CPU,也要有丰富的I/O才能衬托出平台优势
刚开始的300、400系列和Intel相比确实落后了些,关键是没有全GP PCIe 3.0
(GP PCIe就是通用的,PCIe装置可以使用的总线)
起码CPU内建4个USB和额外的PCIe x4(可切换成SATA)
加上芯片组有类似Intel Flexible I/O的特性
让PCIe与SATA通道能够互相切换,补全了平台I/O不足的部分
高阶X370/470主板由巧妙的排列组合让用户有眼前一亮的丰富扩充能力
如C7H、X470 Taichi Ultimate和X370 XGT都将其发挥到极限
但是主流的B350/B450就只能算勉强够用了(普遍只有4个SATA可以用)
好在Zen 2和X570的到来让AM4的I/O更上一层楼
1.CPU全面升级成U3G2和PCIe 4.0
2.X570上下行都支援PCIe 4.0,GP PCIe、SATA和USB多到数不完
当时笔者提过”AM4芯片组给的GP PCIe没有3.0和GP PCIe数量太少”
现在总算不会缺东缺西或被复杂组合弄到雾煞煞,VRM用料也更加豪放
明显可以看出板厂从Zen 2开始对AM4的重视显著提升
缺点嘛...X570主板太贵了,且发热量大到得用主动式散热
AMD也将300/400系列主板的PCIe 4.0上锁
强迫用户要PCIe 4.0就只能买贵森森、有风扇的X570主板(5000元起跳)
必须等到X570开卖一年后才终于有开放CPU PCIe 4.0的B550可以买
B550虽然I/O不像X570一样豪华(没有GP PCIe 4.0)
但GP PCIe 3.0至少有8个、U3G2两个,还免除了芯片组散热风扇的需求
更惊喜的是主板厂没有因为B550定位在主流就做的太抠门
5000元的B550在VRM用料几乎直逼中阶X570,50A DrMOS就不用说
甚至部分主板连70A DrMOS也愿意洒,几乎是以下犯上
B550的I/O规模更是上看X370/470;没芯片组风扇、板厂用料豪放
在X570S矿渣出现以前就受到不少玩家的爱戴,称为”X550”都不为过
最低阶的A520在B550公开后也随即跟上,主打"刚刚好"的装机市场
无法启用PCIe 4.0、不支援CPU超频、VRM用料也比较省
(毕竟不超频就算洒一堆DrMOS也是浪费)
最后是X570S,以AMD官方来说并没有S这个代号
板厂自行定义的S通常认为是Silent(静音)
最大特征是取消芯片组散热风扇,可视为一波板厂的X570更新
新旧款同级品互相比较则新款有强化VRM与改善I/O的搭配
最明显的是全DrMOS化、更多的U3G2和提升PCIe通道的利用度
当前拍卖常看到的便宜X570S主机板都是由"矿渣"拆出来卖的
“矿渣”为买下显卡大礼包后再将礼包周边卖掉,类似于买椟还珠
通常都是挖矿大户去做这种事,大量的礼包周边也就流入市场了
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进入主题,这张是笔者用Excel画出来的AM4芯片组I/O总图
从X570到A320全都有,不包含APU(请自己查)
https://i.imgur.com/ih5JTw3.png
再来会将各芯片组的实际案例拿出来解析,但有些小细节必须注意到:
Zen 2/3的IOD理论上可牵4个U3G2,X570可牵8个U3G2
要牵U3G2的话就会加上Redriver,但是Redriver要钱嘛
这也是为何高阶板以外,U3G2全都牵出来的很少
例如X570 UD的CPU全都牵4个U3
C8H你就能看到CPU的U3G2全牵出来,后I/O有高达8个U3G2
至于有些主板会去用USB hub兜出更多个USB接口
用PCIe桥接芯片来扩充也有,这两点看起来就像超越芯片组的规格
再来U3G2x2(20Gb/s)并没有在当前AMD平台内建
通通都要用芯片从PCIe转才会有,例如ASMedia ASM3241、ASM3242
前者一个,后者两个,对应到PCIe 3.0 x2或x4
那Intel芯片组的I/O呢?
必须要看Flexible HSIO图才准,方块图的”up to”不够精细
例如Z390的PCIe通道up to 24条,实际上USB、SATA全换掉后能用的不到16条
这不是Intel在骗,纯粹就是芯片组设计时提供的弹性罢了
(Z390 Flexible HSIO图,撷取自Intel datasheet)
https://i.imgur.com/EoyA7yn.png
AMD则是明确指定PCIe通道有多少个,可以用多少个去换SATA
而X570又有PCIe 4.0的优势,因此笔者认为X570的扩充能力是略强于Z390的
(a.)X570
https://www.techpowerup.com/review/amd-ryzen-5-3600/images/platform1.jpg
X570上行CPU为PCIe 4.0 x4
保底4个SATA、GP PCIe 4.0 x8、8个U3G2(或U3)、4个U2
额外GP PCIe 4.0 x4各两组
分别可更换4个SATA或是2个SATA+GP PCIe x2(combo),弹性很大
拿Crosshair VIII Hero(C8H)当范例,方块图来自theoverclocker.com
https://tinyurl.com/nmbta8pf
笔者的解读图(不代表板厂的实际layout,仅供参考)
https://i.imgur.com/oy61td4.png
C8H将CPU+X570的I/O给好给满
可满足整张主板怎么插都不会互换,非常完美
如果X570需要第三、四条NVMe SSD,就必须开始换:
1.额外4个SATA;4个换x4,2个换x2(可参考X570S Aorus Pro AX)
2.与PCI-E x4插槽做切换(可参考X570S Aero G)
再来是顶级中的顶级Crosshair VIII Extreme(C8E),看看顶级板怎么玩的
方块图来自xfastest.com
https://tinyurl.com/4n6rh9cv
笔者的解读图(不代表板厂的实际layout,仅供参考)
https://i.imgur.com/F0KERur.png
有TBT4、U3G2x2、5个M.2(3个直通CPU、2个芯片组)和双LAN(其中一个10Gbps)
顶级中的顶级就是这么狂,你想要的全都给到满出来
依照xfastest放的I/O方块图画出来有少一些通道没用
笔者不确定是否就空着,USB2有可能预留给其它低速芯片用(如AURA芯片)
此外唯一的那条PCI-E插槽为PCIe 3.0
因为这张主板用的是ASM2812,当前唯一使用低延迟PCIe桥接芯片的X570主机板
(ASMedia正式名称为PCIe packet switch)
华硕用ASM2842将x4转为x8,提供给TBT4、U3G2X2以及SATA控制器
为什么要加SATA控制器? 这是因为额外的SATA都切去给DIMM.2用
否则整张板子的原生SATA只有四个
而剩一个PCIe通道就留给那孤单的PCI-E 3.0 x1了
(b.)B550
https://www.techpowerup.com/img/AAl9zG9H52plNJr4.jpg
(GP PCIe 3.0数量有8个,方块图上面只有写x4是错的)
B550在U3G2、GP PCIe+SATA都比X570还要少
但GP PCIe数量够多,保底可多拉一条M.2接口让你插NVMe/SATA SSD
之前常有人将X370/470拿来对比
确实B550几乎比X370/470还要好,就差少2个SATA和4个U3了
但这问题不大,SATA4~6个就很够了,U3也能用USB Hub来解决
B550拿Aorus Master和Vision D这两张当范例
(技嘉有将I/O解析图放出来真的很方便XD)
这两张都有将CPU+B550的I/O给好给满,另外也都有特殊的I/O搭配
B550 Aorus Master(来源为技嘉官网)
https://i.imgur.com/0V2vShs.png
笔者的解读图(不代表板厂的实际layout,仅供参考)
https://i.imgur.com/uHw9gvc.png
B550 Aorus Master的特殊在于CPU直出的PCIe x16被切成x8+x4+x4
由此达到三条直通CPU的M.2接口,非常罕见的做法
还有CPU直出的U3G2全都有给满
B550 Vision D(-P版有前Type-C一个,来源为技嘉官网)
https://i.imgur.com/GjRj47X.png
笔者的解读图(不代表板厂的实际layout,仅供参考)
https://i.imgur.com/FLlu4OF.png
B550 Vision D有趣在于使用PCIe switch将x1分给两个1Gbps有线网卡
这个switch名称为ASMedia ASM1184e,同款也有用在X570 Taichi上
特色是可以PCIe 2.0 x1分成4个x1
当然同时满载还是会塞车,毕竟上行水管就只有PCIe 2.0 x1
但对于两个1Gbps有线网卡来说应该是没问题,满载也才250MB/s
频宽方面对于PCIe 2.0 x1来说应该是没问题的(延迟应该还是有)
此外B550 Vision D是唯二内建TBT3的B550主机板
(另一片ASUS ProArt B550-Creator有TBT4)
但比较奇怪的是技嘉是用1转4的ASM1184e而非1转2的ASM1182e
然后USB2.0的搭配很怪,看有无高人能解释
(c.)A520
A520的I/O很简单,直接拿A520 Aorus Elite来参考
可惜的是号称”入门最顶级"的它还是没有给好给满
起码还有一个CPU出来的U3G2啦,其它A520几乎没半张有给
A520 Aorus Elite(来源为技嘉官网)
https://i.imgur.com/q7fU13j.png
笔者的解读图(不代表板厂的实际layout,仅供参考)
https://i.imgur.com/X85EW1M.png
笔者总觉得A520蛮鸡肋的,太丐就不说
最关键的是没有官方支援Zen 2之前的CPU、APU
(AMD官方不支援,但新AGESA可能有支援)
不然可让预算不足的B350、A320丐板用户升级
而且比较好买到的低价APU也都是Zen 2的产品
A520不支援2400G、3200G、3000G这些APU真的非常可惜
最后是价格和B550丐板差距小
但要买B550的话好一点的都是4K起跳(开始都有洒DrMOS)
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前面B550 Vision D提到ASMedia的PCIe packet switch,这边列出几张:
Crosshair VIII Extreme(ASM2812)
X570 Aqua(ASM1187e)
X570 Taichi(ASM1184e)
B550 Vision D(ASM1184e)
X570 Godlike(ASM1182e)
(应该还有其它张有,笔者这边懒得找所以放这些而已)
这些主板通常有TBT、超过2个M.2接口、双LAN或多个PCI-E插槽
此类”我全都要”的解决方案往往只能选购更贵的HEDT平台
能在主流平台上见到实属难得
而ASMedia的PCIe packet switch功能就类似于以前的PLX桥接芯片
所以别喊PLX惹~
现在几乎没人在用SLI/CF多卡,HEDT的PCIe通道也够多
PLX8747这种低延迟桥接芯片也就几乎没主板在配(况且也只有PCIe3)
当前唯一接近的就是C8E用的ASM2812,看看那精美的$25990
此外有需要APU内显的玩家要注意一下,这些X570高阶板都没有内显输出:
华硕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
(华擎全都有,包含X570 Aqua和Taichi)
结论:
看不懂没关系,精华就是这张
https://i.imgur.com/ih5JTw3.png
先撇开极限超频、主板厂对高阶X570主板的优化以及矿渣价
对日常使用来说5000元价位的B550主板实用度就相当高了
也不用担心VRM扛不动
例如Strix B550-F、B550 Aorus Pro、B550 Tomahawk的VRM连3950X都扛的动
这边的问题就只有“请给我买X570的理由”
(a.)
无论SSD是PCIe 3.0或PCIe 4.0
用超过两条NVMe SSD又不想被芯片组频宽受限,你买X570就值得了
因为X570有PCIe 4.0的优势,不用怕B550的PCIe 3.0会塞车
(如果是两条PCIe 4.0 SSD那更要买X570)
如果要多个U3G2那X570也会是个比较好的选择
(b.)
板厂特定功能、优化(如全水冷X570 Aqua)
怪给西、最强小钢炮(如C8I、X570 PG ITX)
要什么有什么(如C8E)
以及极限超频、微调、压榨出最后一滴性能
X570是你的唯一选择
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此外若有特殊需求要让多条M.2 NVMe SSD一定要直通CPU
装显卡、全支援PCIe 4.0 x4、不考虑TRX40的前提就只有三条~五条
(不考虑APU,因为APU只有PCIe x8+x4)
甲方案可以达到3条,显卡会跑在直通CPU的PCIe 4.0 x8
1条是CPU本来就预留的M.2接口(PCIe x4/SATA)
再拿CPU的x16切成x8(显卡)+x4(M.2 PCIe)+x4(M.2 PCIe),多2条
在万元内有B550 Aorus Master,破两万则是Crosshair VIII Extreme
要再1条可以将显卡插的那槽那去转M.2接口来用
显卡改插芯片组出来的PCI-E插槽
乙方案可以达到五条,但显卡得装在芯片组出来的PCI-E插槽
用ASUS Hyper M.2 x16 Gen 4这类型的转卡
就可以将显卡用的PCI-E x16插槽转成四个x4的M.2 PCIe接口
再加上CPU本来就预留的PCIe x4/SATA那就有五条直通了
前提是主板有验证过可用bifurcation以及和这种玩法相容
因为撞到bug可能性也是有,所以可选购附赠1转4转卡的主板
不在QVL上的型号请自行询问主板厂
稍微平价一点只有Strix B550-XE Gaming可以买
这方法不限B550或X570,但显卡跑芯片组的话频宽可能受限
用上行频宽比较大的X570应该可缓解芯片组塞车的情况
备注:
这里将USB用简称来分辨(该死的USB IF),也避免用”USB-C”这么笼统的名称
480Mb/s的USB称USB2.0(U2)
5Gb/s的USB称USB3.0(U3)
10Gb/s的USB称USB3.1 G2(U3G2)
20Gb/s的USB称USB3.2 G2x2(U3G2x2)
若有Thunderbolt 3、4则称为TBT3或TBT4
一组=2个
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以上,有错还请高人指正
在考虑要不要买一张矿渣X570S来用

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