快科技 5 月 19 日消息,博主 Omores 近日完成了一项硬核实验,将现代 M.2 NVMe SSD 安装到 1997 年问世的 Intel 奔腾 II 平台上,并在 Windows 98SE 中成功加载驱动。
奔腾 II 诞生于 1997 年,当时的主流接口为 PCI 与 ISA,而 PCIe 直到 2004 年才问世,NVMe 协议更要到 2011 年才出现,NVMe SSD 的普及则要到 2015 年。
两项产品问世时间相差约 14 至 18 年,代表了电脑硬件发展史上不同世代的里程碑,因此要在奔腾 II 上使用 NVMe SSD,需要克服多重硬件障碍。

Omores 使用了一款内置 PEX 8112 桥接芯片的 PCI 转 PCIe 转接卡,M.2 NVMe SSD 本质上仍属于标准的 PCIe 设备,仅是物理接口不同,因此理论上可以通过协议转换实现兼容。
PEX 8112 充当翻译官:一方面让 NVMe SSD 以为运行在 PCIe x1 通道上,另一方面向主板 BIOS 模拟为标准 PCI 设备,从而引导系统成功配置资源。

由于 PCIe 在软件架构设计之初就保留了对传统 PCI 的向下兼容性,为整个方案提供了理论基础。
主板选择了 Intel 440BX 主板,因其 PCI 插槽提供 3.3V 工作电压,而早期部分主板(如 VIA MVP3 芯片组)仅提供 5V 供电,会导致转接卡无法为 SSD 供电,直接亮红灯。
此外,NVMe SSD 处于额外的 PCI-to-PCI 桥接器后方,尽管 PCI 规范理论上允许高达 256 个桥接器级联,但部分早期主板 BIOS 编写不够严密,可能在第一层桥接后便停止扫描,导致无法识别装置。
而 Intel 440BX 在 BIOS 兼容性上表现较好,成功完成了多层桥接的设备识别。
开机方式也需要变通,由于传统 NVMe SSD 不具备 Legacy Option ROM,无法直接作为奔腾 II 主板的启动盘,测试采用标准 SATA 硬盘引导开机,进入操作系统后再读取 NVMe SSD。
操作系统层面,Windows 98 原生完全不支持 NVMe 协议,实测中安装了由开源社区技术人员编写的第三方驱动程序,重启后 Windows 98 成功且正确地识别出该 NVMe SSD。

CrystalDiskMark 实测中,受限于传统 PCI 总线 133MB/s 的理论带宽(且需与所有 PCI 设备共享),再加上协议编码与总线损耗,该 NVMe SSD 读取速度约 100MB/s。

作为参照,同一块 NVMe SSD 在现代 PCIe 4.0 平台上可轻松突破 7000MB/s,性能释放不到 2%。
将主板外频与 PCI 总线时钟从标准的 33MHz 超频至 36 至 37MHz 后,读取速度可进一步提升至 110 至 115MB/s,但提升幅度有限,且超频会带来额外的稳定性风险。
Omores 坦言,旧平台使用 IDE 或 SATA SSD 更为方便,反正速度无法突破 133MB/s 的瓶颈,这项实验更多是验证技术可行性,而非提供实用方案。


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