PCIe bifurcationで複数のNVMe SSDを1つのPCIeスロットに接続

うちの自宅サーバにはPCIe x4のU.2 SSDが2台搭載されている。U.2 (SFF-8639)→PCIe x4のライザーカードを使い、それぞれPCIe x8スロットに挿しているため、貴重なPCIeリンクが無駄になっている。PCIe bifurcationを使うと1スロットに集約し有効活用できそうなので試してみた。

PCIe bifurcation¹⁾とは、1つの大きなPCI Expressリンクを複数の小さなリンクへと分割し、それぞれ独立したPCI Expressリンクとして扱う機能である。例えばPCIe x16のスロットなら、PCIe x8を2リンク、あるいはPCIe x4を4リンクといったような分割が可能だ。

要するに、PCIeバイファーケーションを使うと、1つの物理PCIeスロットに複数のPCIeデバイスを接続して使え、貴重なPCIeリンクを無駄なく使えるというわけ。

PCIeバイファーケーションを有効にするには、マザボとBIOSが対応している必要があるが、BIOS設定で分割パターンを選ぶだけ。加えて、当然だけど分割されたPCIeリンクを引き出すライザーカードなりが必要。

なかなかにキワドイ機能なので（とはいえマザボのオンボードデバイスの接続では普通に使われてたりするんだけど）、ライザーカードの入手性は良くない。国内でふつーに流通しているものは、M.2 SSD増設向けの3製品しかなさげ（2020年9月現在）

海外通販で買えそうなのは↓このへん。

Linkreal
- LRNV93NF 4 Ports U.2 to PCIe x16 Bifurcation Riser Controller
- LRNV93N8 PCIe x8 to 2-Port U.2 NVMe Adapter
Ceacent
- ANU04PE16
Micro SATA Cables

PCIeスロットそのものを生やす系はeBayであさったり、下記あたりを個人輸入するしかなさそう。（※リンク先の店の信頼性や安全性は分かりません。）

最近では、（いささか下火になってきてはいるけど）マイニングブームのおかげかAmazonでも怪しげなライザー、ケーブル類が多数売られており入手性もだいぶ良くなった（2022-03-24現在）

マザーボード	SuperMicro X10DRi, X10SRL-F
SSD	SAMSUNG PM983 ×2台	PCIe 3.0 x4接続のU.2 SSD
ライザーカード	CEACENT ANU22PE08	PCIe 3.0 x8を2つのMini-SAS HD (SFF-8643)に変換

PCIe x8をMini-SAS HD×2個に変換するライザーカードはANU22PE08を使った。Mini-SAS HD→U.2のケーブル2本付きでeBayで6000円程だった。コロナの影響で到着まで3か月ほどかかったが、届いただけマシか。

この手のライザーカードの割には、カードの自体の造りもパッケージも良くてビックリ。国内代理店が流通してる拡張カード類より、よっぽどいい出来じゃないかと思う。

ライザーカードの機能としては、PCIe x8のカードエッジから2つのPCIe x4信号を取り出しMini-SAS HDに振り分けてるだけなので、ブリッジチップのようなものもなく至ってシンプルだ。

ライザーカードをマザボのPCIe x8スロットに装着し、BIOSでスロットのPCIe bifurcations設定を「x4x4」にする。X10DRiの設定項目は Advanced→Chipset Configuration→North Bridge→IIO Configuration→IIO0 Configuration にある。