「PCI Express Gen4」をB450マザーボードで使えるか検証してみた。

第3世代Ryzen対応のチップセット「X570」から実装された「PCI Express Gen4」ですが、残念ながらX570は高い。そこで安価な「B450」チップセットでPCIe Gen4を使うことが可能なのか。実際にPCIe Gen4対応のSSDを使って検証してみる。

PCIe Gen4を使うには「X570」が必須

PCIe Gen4対応の「X570」マザーボード

従来のX470やB450マザーボードに実装されているPCI Expressは「Gen3」と「Gen2」です。最新のX570マザーボードでは「Gen4」を実装し、拡張性を大幅に改善しています。

よって、新しくリリースされたPCIe Gen4対応の超高速NVMe SSDを使うためには、基本的にはPCIe Gen4が実装されているX570マザーボードが必須です。

Zen 2対応チップセット「X570」を解説：X470の後継ではない。

しかし本当にそうなのか。実は第3世代Ryzenに対応したBIOSにアップデートするだけで、動作保証はしていなくても実際にはPCIe Gen4として機能する可能性あるのではないか？

ひとつ、動く可能性のあるB450マザーボードが手元にあったので、実際に検証してみます。

B450マザーボードで検証してみる

テスト環境

テスト環境「ちもろぐ専用ベンチ機」
CPU	Ryzen 7 2700X Ryzen 5 3600
CPUクーラー	風魔弐120 mmトリプル空冷
マザーボード	ASRock B450 Steel Legend
メモリ	DDR4-2666 8GB x2使用メモリ「G.Skill SniperX C19」
グラフィックボード	RTX 2060
SSD	NVMe 1TB使用SSD「Aorus NVMe Gen4 SSD」
	SATA 500GB使用SSD「Samsung 860 EVO」
電源ユニット	1200 W（80+ Platnium）
OS	Windows 10 Pro 64bit検証時のバージョンは「1809」

検証に使ったPCスペックです。

CPUは第3世代Ryzenの「Ryzen 5 3600」を用意。第3世代RyzenはCPU側に合計24レーンのPCIe Gen4を内蔵しているため、CPUとPCIeレーンを直結しているマザーボードなら、動く可能性がある。

テストに使用したマザーボード「ASRock B450 Steel Legend」は、一番上のM.2スロットがCPU側につながっています。そこにGen4対応のSSD「Aorus NVMe Gen4 SSD」を挿し込む。

公称値で読み込みは最大5000 MB/s、書き込みは4400 MB/sを実現するPCIe Gen4対応のNVMe SSDです。果たしてB450マザーボードでGen4クラスの性能を引き出せるのでしょうか。

AORUS NVMe Gen4 SSD（1TB）

GIGABYTE / NAND : 3D TLC BiCS4 / 容量 : 1 TB / 耐久性 : 1800 TBW / 保証 : 5年

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テストに使用するBIOS

• B450 Steel Legend BIOS
• B450 Steel Legend Download（BIOS P2.30）

使用するBIOSは「P2.30」。B450 Steel Legend用にリリースされた第3世代Ryzen対応BIOSとしては、もっとも初期のバージョンになります。

基本的に、CPUメーカー側が意図しない動作はあとから修正されることが多い。AMDもおそらく例外ではなく、P2.30でGen4が動くとなれば高確率で2.30以降のBIOSでは修正されるでしょう。

だから「P2.30」をテストに使用します。

旧BIOS（P1.00）ではPCIe Gen3として動作

BIOSをアップデートせず、CPUは「Ryzen 7 2700X」の状態でCrystal Disk Markでベンチマークを実行。すると、やはりPCIe Gen3の上限にぶつかってスペック通りの性能は発揮できません。

公称値では読み込みが5000 MB/s、書き込みが4400 MB/sですので、Gen3では約70%の性能しか出せないことが分かりました。

新BIOS（P2.30）ではPCIe Gen4として動作

次はBIOSをP2.30にアップデートし、CPUを「Ryzen 5 3600」に交換して同じテストを実行する。結果は読み込みが約4800 MB/s、書き込みが約4250 MB/sにまでスピードアップ。

公称値まであと5%というところまで、B450 Steel Legendは性能を引き出すことに成功です。ASRockはGen2 → Gen3へ移行する時も、似たような現象があったため、Gen3 → Gen4も行けるのでは？

と思っていたものの、まさか本当にPCIe Gen4として動作してしまうとは…。

ただし、ASRockが正式に動作保証をしている機能ではないため、性能が100%完璧に出ているわけではない。今回の検証ではシーケンシャル速度はGen4らしい数値が出ています。

しかしランダムアクセス速度の方は、なぜかGen3の方が高い。原因はいくつか考えられます。

• CPU性能の違い
• 「一応はできる。」程度の実装

Gen3を検証する時はRyzen 7 2700X、Gen4を検証時はRyzen 5 3600を使っているので、CPUのグレードによってストレージ性能に影響が出た可能性がある。

もうひとつは、B450 Steel Legendに実装されているM.2スロットは、あくまでも仕様上は「PCIe Gen3」です。だから一応Gen4としても動作はするけど、100%動くかは分からない…といったところです。

結論：B450マザーボードで「PCIe Gen4」を利用可

結論として、B450 Steel Legendであれば、BIOSアップデートによって「PCIe Gen4」を利用できることが分かりました。

性能は95%くらいしか出なかったが、1万円台で買えるミドルクラスのマザーボードであることを考慮すると十分なレベルです。正式対応しているX570マザーボードは、最低でも2万円台ですから。

コストパフォーマンスに優れている点は否定できません。なるべく低コストでPCIe Gen4対応のSSDを使いたい人にとって、少なくとも選択肢にはなります。

ASRock以外のマザーボードでは不明

「AGESA 1.0.0.1」対応BIOSなら使える可能性が高い

ASRock製のマザーボードなら「Update AMD AGESA Combo-AM4 1.0.0.1」と記載のあるBIOSで、PCIe Gen4が動作する可能性があります。

一方、他メーカーの動作状況は不明です。海外情報ではGigabyteの「B450I AORUS PRO WIFI」でPCIe Gen4を有効化できることが判明していますが、実際にSSDが動作したかは確認が取れていません。

Gigabyte Enables PCIe 4.0 on X470 and B450 Motherboards

格安でPCIe Gen4を使えるマザーボード

現時点で、筆者が確認したのは「ASRock B450 Steel Legend」のみ。MicroATX版も同様のBIOSがアップされているので、もしかすると動くかもしれませんが、動作保証は当然できないです。

ASRock B450 Steel Legendをレビュー：B450マザーボードで最高の耐久性を目指す。

なお、B450 Steel Legendはレビュー済み。8コアのRyzen 7 2700Xをオーバークロックしても安定動作するので、第3世代のRyzenも大丈夫。12コア以上のRyzenでも、定格クロックなら問題ないでしょう。

B450 AORUS ELITE

GIGABYTE / チップセット : AMD B450 / フォーム : ATX / ソケット : Socket AM4 / フェーズ数 : 7 / マルチGPU : CF / M.2 : 2スロット / LAN : 1.0 GbE

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ぼくは実際に試していませんが、GIGABYTE自身が「B450 Aorus Elite」で動作することを確認しています（→ソース）。こちらも電源周りは堅牢で、最大16コアのRyzenを定格で動かせます。

追記：今後のAMDの対応について

AMD側としては当然望ましくない動作なので、今後の新しいBIOSではPCIe Gen4が動作しないように修正される方向性です。

いつくらいから対策されるのか、時期を推測するのは難しいですが、おそらくAGESA 1.0.0.3以降で無効化される可能性が高い（→AMD Confirms PCIe 4.0 Not Coming to Older Motherboards より）。

マザーボードメーカー側も、対策されていないBIOSをいつまでも公開したままにする可能性は低いため、気になってる人はとりあえずBIOSをダウンロードしておいて損はしないですね。

以上「PCI Express Gen4をB450マザーボードで使えるか検証してみた。」でした。