硬件平台：i3 9100T + 微星Z370 TOMAHAWK

最近将个人开发环境从2代Core迁移到9代Core平台，仍然是4核心（i5 2500 -> i3 9100T），但是低功耗（TDP 35W）、睿频3.9Ghz以及完美支持4K电影等算是性价比相当高的处理器，可以参考I3-9100T处理器规格。

在多个可选方案的反复对比后，我选择了微星的Z370 TOMAHAWK主板：性价比、良好的可扩展性是它的亮点，TOMAHAWK说明书中提供的主板结构图：

图1：主板结构示意图

TOMAHAWK主板的IO可扩展性

TOMAHAWK主板提供丰富的外设接口：本人为了验证主板资源分配方案，几乎把可用的PCIe 插槽都接上设备，有图有真相：

图2：Ubuntu中显示主板PCIe Port分配

TOMAHAWK利用IntelZ370 PCH提供的高速IO通道（High Speed I/O Lanes）进行灵活配置，提供丰富的IO可扩展性。一方面CPU通过DMI3.0总线连接Z370芯片，理论最大带宽为3.94GB/s（NVME SSD，万兆网络设备对PCIe带宽需求驱动下，DMI总线将成为瓶颈）;另一方面Z370集成USB 3.0控制器、SATA 6GB控制器、千兆网络控制器，同时提供最大24条PCIe 3.0通道供用户扩展IO设备。图3为Tomahawk的PCIe插槽示例图，其中PCI_E1是x16的插槽并且直连CPU，可以用来接x8,x16的图形卡，高速NVME SSD; PCI_E2、PCI_E3、PCI_E5为x1插槽;PCI_E4和PCI_E6有点特殊，看起来都可以插入一个x8、x16的PCIe设备，但PCI_E4只能提供x4的带宽，而PCI_E6只能提供x1的带宽。

图3：Tomahawk主板的PCIe Slot信息

本文利用图2的PCIe拓扑分析Ubuntu Linux下TOMAHAWK-Z370如何连接外部设备并分配高速IO通道。TOMAHAWK提供了2个M.2插槽、6个PCIe插槽、6个SATA3接口以及一堆USB扩展接口（后置2个USB 2.0接口，2个USB 3.1Gen2接口，4个USB 3.1 Gen1接口;前置4个USB 2.0接口，4个USB 3.1 Gen1接口），由于Z370 利用IO通道复用的功能进行扩展，图4揭示了TOMAHAWK的M.2，SATA和PCIe的设备接入组合可用方案。

图4：TOMAHAWK M.2 SATA PCI_E可用组合

https://ark.intel.com/content/www/cn/zh/ark/products/125903/intel-z370-chipset.html

https://www.intel.com/content/www/us/en/products/docs/chipsets/200-series-chipset-pch-spec-update.html

https://www.intel.cn/content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/200-series-chipset-pch-datasheet-vol-1.pdf