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PCIe 通道拆分是什么?M.2 一扩二扩展卡技术解析与选型指南

作者:万物纵横
发布时间:2026-09-20 09:23
阅读量:

很多做边缘嵌入式开发的工程师,都希望一块开发板可以同时运行多块 M.2 设备。传统方案想要拆分 PCIe 通道,大多依赖主板 BIOS 开启通道分叉(Bifurcation)功能,但大量嵌入式主板、工控板并不支持该功能。今天我们就从技术原理出发,解析万物纵横 M.2 PCIe Switch 扩展卡,是如何绕开 BIOS 限制,实现 M.2 接口一分为二。


PCIe 通道拆分是什么?M.2 一扩二扩展卡技术解析与选型指南(图1)


两种 PCIe 扩展实现思路对比


1. BIOS Bifurcation 通道分叉


依靠主板芯片组,在 BIOS 内部将一条 PCIe 通道拆分为多条。限制条件严苛,需要主板硬件、BIOS 同时支持;很多国产 ARM 开发板、工控主板无此选项,无法使用。


2. 板载 PCIe Switch 芯片硬件拆分(万物纵横扩展卡方案)


扩展卡自带 Switch 交换芯片,在硬件物理层完成通道分配。完全不依赖主板 BIOS 设置,无论主板是否支持分叉,插上即可生效。上行链路接入主板 M.2 接口,芯片内部完成带宽分配,输出两路相互独立的 M.2 接口,两套设备可并行工作。


关键技术参数解读


总线配置

上行链路

下行输出

总双向带宽

单端口分配带宽

模式一

PCIe Gen3 x4

2×PCIe Gen3 x2

32Gbps

16Gbps

模式二

PCIe Gen3 x2

2×PCIe Gen3 x1

16Gbps

8Gbps


重要提示:硬件 Switch 方案会将总带宽均分,两个设备共享上游通道带宽。该产品适合多设备并发、边缘推理、工业存储场景;不适合两块高速 NVMe 固态同时跑满极速读写的高性能桌面场景,选型时需要评估业务带宽需求。


供电注意事项,很多开发者容易踩坑


该扩展卡最大输出 3.3V/20A,支持高功耗 M.2 算力模组,必须接入 12V 外部供电才能稳定工作,仅依靠 M.2 金手指供电无法满足负载需求:


1. 使用 DC5525 接口外接电源适配器供电;


2. 搭配万物纵横 RK 系列开发板,直接使用开发板输出供电,适合多卡堆叠项目;


3. 如果对接第三方主板,需要自行定制适配电源线。


哪些项目适合选用这款扩展卡


✅推荐场景:


RK3588/RK182X 开发板叠加多张 M.2 AI 算力卡做边缘推理;


小型 NAS、工控设备,扩展双 M.2 硬盘用于数据采集、本地存储;


多设备并行,一路接存储,一路接采集 / 加速卡,实现数据同步处理。


❌不推荐场景:


需要两块 NVMe 固态硬盘同时跑满 PCIe Gen3 x4 全速读写;


无法提供 12V 外接供电的狭小设备。


正确理解 PCIe Switch 硬件拆分的能力边界,结合自身业务带宽、供电条件选型,才能最大化发挥硬件性能。万物纵横该扩展卡专为边缘智能生态打造,适配自家全系列算力开发板,给嵌入式项目带来灵活的扩展方案。

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