Эксперимент: Pentium II 1997 года успешно запустили с современным NVMe SSD

Блогер Omores провел необычный эксперимент: он установил современный M.2 NVMe SSD на материнскую плату с процессором Intel Pentium II, выпущенным в 1997 году, и успешно загрузил драйверы в операционной системе Windows 98SE.

Pentium II появился в 1997 году, когда основными интерфейсами были PCI и ISA. PCIe был представлен только в 2004 году, протокол NVMe — в 2011-м, а массовое распространение NVMe SSD началось в 2015-м. Разрыв между этими технологиями составляет от 14 до 18 лет, что делает задачу особенно сложной.

Для подключения Omores использовал переходник PCI-to-PCIe на базе моста PEX 8112. M.2 NVMe SSD по сути является стандартным PCIe-устройством, отличаясь лишь физическим разъемом, поэтому теоретически совместимость возможна через преобразование протоколов. PEX 8112 выступает в роли переводчика: он заставляет NVMe SSD работать в режиме PCIe x1, а для материнской платы эмулирует стандартное PCI-устройство, что позволяет системе корректно распределить ресурсы.

Ключевую роль сыграла архитектурная обратная совместимость PCIe с PCI, заложенная на уровне программного обеспечения. В качестве материнской платы была выбрана модель на чипсете Intel 440BX, так как ее слоты PCI обеспечивают напряжение 3,3 В. Некоторые ранние платы, например, на VIA MVP3, подают только 5 В, что приводит к неработоспособности переходника.

Еще одной проблемой стало то, что NVMe SSD находится за дополнительным мостом PCI-to-PCI. Хотя спецификация PCI допускает каскадирование до 256 мостов, BIOS некоторых старых материнских плат прекращает сканирование устройств уже после первого моста. Intel 440BX успешно справился с этой задачей.

Загрузить систему напрямую с NVMe SSD не удалось из-за отсутствия у него Legacy Option ROM. Поэтому для загрузки использовался стандартный SATA-диск, а NVMe SSD подключался уже после запуска Windows 98SE. Сама операционная система не поддерживает NVMe, но сторонний драйвер, написанный разработчиками из open-source-сообщества, позволил корректно определить накопитель.

В тесте CrystalDiskMark скорость чтения составила около 100 МБ/с. Это объясняется ограничением шины PCI — ее теоретическая пропускная способность составляет 133 МБ/с, которая к тому же делится между всеми устройствами. С учетом потерь на преобразование протоколов и шинные задержки результат оказался ожидаемым.

Для сравнения, тот же SSD на современной платформе с PCIe 4.0 легко достигает 7000 МБ/с, то есть на старой системе используется менее 2% его производительности. Разгон частоты шины PCI с 33 до 36–37 МГц позволил поднять скорость до 110–115 МБ/с, но это сопряжено с риском нестабильной работы.

Omores признает, что для старой платформы гораздо практичнее использовать IDE или SATA SSD, так как скорость все равно упирается в 133 МБ/с. Эксперимент носил скорее исследовательский характер и подтвердил техническую возможность, а не практическую ценность такого решения.