2. 硬件集成与安装

本章介绍LQ50 M.2和LQ50 DUO M.2在系统集成设计中的连接器要求、安装方式、PCIe 转接板套件以及通用 PCIe-M.2 转接卡使用建议。

2.1. 接口与安装

2.1.1. LQ50 M.2

本节介绍LQ50 M.2接口要求和参考安装步骤。安装前，请确认目标系统的M.2插槽形态、供电能力和空间满足集成要求。

2.1.1.1. 接口要求

LQ50 M.2 采用 M.2 M-Key 2280 规格，尺寸为 22 mm x 80 mm，接口兼容 M.2 NVMe SSD连接器。

M.2 NVMe 固态硬盘通常采用 M-Key 接口，不同 Key 类型支持的通道和协议存在差异：

  • M-Key 接口： 通常支持 PCIe x4 通道，并使用 NVMe 协议。理论带宽可达 4 GB/s（PCIe 3.0）或更高（PCIe 4.0/5.0）。

  • B-Key 接口： 通常主要支持 SATA 通道或 PCIe x2 通道，常使用 AHCI 协议，速度上限较低（约 600 MB/s）。

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图 2.1 M.2 接口示意图 此图仅为概念图，仅供参考。

2.1.1.2. 安装步骤

LQ50 M.2 参考安装步骤如下：

  1. 关闭计算机电源，并断开所有外围设备连接。

  2. 断开计算机的所有电缆，包括交流电源。

  3. 打开计算机机箱，在主板上找到形态为M.2 2280 M-Key，并支持PCIe协议的插槽。

  4. LQ50 M.2卡电流需求为3.3V/10A。请确保计算机主板的 M.2 插槽供电能力满足此规格，以保障LQ50 M.2卡满载运行时的稳定性。

  5. 将LQ50 M.2卡金手指对准插槽，以 20° ~ 30° 角平稳插入。确认金手指完全贴合后，轻轻向下按压模块至水平位置。

  6. 使用 M2x3 镀镍黑螺丝（头径 4.5mm ~ 5mm）锁固末端，确保LQ50 M.2卡稳固。

  7. 重新连接电源，将计算机开机。

  8. 硬件检查。LQ50 M.2卡须搭配散热方案，详情请咨询后摩官方技术支持。

2.1.2. LQ50 DUO M.2

本节介绍LQ50 DUO M.2 接口要求和参考安装步骤。安装前，请确认目标系统的插槽形态、供电能力和结构空间满足集成要求。

2.1.2.1. 接口要求

LQ50 DUO M.2采用Dual M.2 4680规格，尺寸为46 mm x 80 mm，属于OCP标准接口的一种。

注意

Dual M.2具有明确的尺寸和电气定义，并不是两个普通M.2接口的简单拼接。

2.1.2.2. 安装步骤

LQ50 DUO M.2 参考安装步骤如下：

  1. 关闭计算机电源，并断开所有外围设备连接。

  2. 断开计算机的所有电缆，包括交流电源。

  3. 打开计算机机箱，在主板上找到形态为DUAL M.2 M-Key的插槽。

  4. LQ50 Duo M.2卡电流需求为3.3V/20A。请确保计算机主板的DUAL M.2插槽供电能力满足此规格，以保障LQ50 Duo M.2卡满载运行时的稳定性。

  5. 将LQ50 Duo M.2卡金手指对准插槽，以20° ~ 30°角平稳插入。确认金手指完全贴合后，轻轻向下按压模块至水平位置。

  6. 使用两颗M2x3 镀镍黑螺丝（头径 4.5mm ~ 5mm）锁固末端，确保LQ50 Duo M.2卡稳固。

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    图 2.2 LQ50 DUO M2安装示意图 此图仅为概念图，仅供参考

  7. 重新连接电源，将计算机开机。

  8. 硬件检查。LQ50 Duo M.2 卡须搭配散热方案，详情请咨询后摩官方技术支持。

2.2. 连接器

2.2.1. LQ50 M.2

LQ50 M.2 连接器要求如下：

  • Connector 形态： M.2 M-Key。

  • Connector 供电： 支持 1 A/pin 过流能力。

  • 已知符合规格： 支持 PCIe 5.0 的 NVMe SSD M.2 扩展槽。

不同高度的推荐型号如下表所示。

表 2.1 不同高度的推荐型号

高度

厂商

型号

规格说明

3.2 mm

康麦特

807M2M032_M.2_3.2H

M-KEY_GEN4_1A_LCP黑_GF_32宽正向

8.5 mm

康麦特

807M2M085_M.2_8.5H

M-KEY GEN4 1A LCP黑_GF 32宽正向

4.2 mm

LOTES

808000722_M.2_4.2H

M-KEY_GEN5_1A_LCP黑_GF

2.2.2. LQ50 DUO M.2

LQ50 DUO M.2连接器要求如下：

  • Connector 形态： Dual M.2 M-Key。

  • Connector 供电： 支持1 A/pin过流能力。

在选择LQ50 DUO M.2连接器时，可参考以下选型示例，例如LOTES 6.7 mm高度连接器 AP-APCIA240-B11C_B 0.5MM PITCH M.2 H6.7 PCI-e 4.0(KEY M)-150pin。

2.3. PCIe转接方案

本节介绍 LQ50 M.2 和 LQ50 DUO M.2 模组的 PCIe 转接硬件方案，包括自研测试套件和通用转接卡的选型、安装与使用说明。

2.3.1. 集成转接方案

LQ50 M.2 和 LQ50 DUO M.2 PCIe 转接板套件是一套经过测试验证的 PCIe 转接组合方案，可支持M.2和Dual M.2两种模组，并预留UART调试串口，适用于测试和调试场景。

2.3.1.1. LQ50 M.2转接板连接方案

LQ50 M.2转接时使用的组件：

  • PCIe 底板： 必选，用于M.2到PCIe转接，采用 x16金手指，x4通道，裸板无外壳，尺寸不超过半高半长。

  • 模组散热器： 必选，用于LQ50 M.2散热。散热器可参考利民 HR-10 2280 Pro。

PCIe底板与LQ50 M.2连接示意图：

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图 2.3 PCIe底板与LQ50 M.2连接示意图

安装步骤

转接LQ50 M.2时，组装PCIe底板和模组散热器，并将PCIe底板直接插入主机PCIe x16插槽。

2.3.1.2. LQ50 DUO M.2转接板连接方案

LQ50 DUO M.2模组转接时使用的组件：

  • PCIe 底板： 必选，用于Dual M.2到PCIe转接。

  • SlimSAS 延长线： 可选，用于连接Dual M.2模组。

  • SlimSAS 转PCIe扩展卡： 可选，x8金手指，x4通道，裸板无外壳，尺寸类似网卡。SlimSAS转PCIE扩展卡可参考电商型号：PCIe4.0 x8 to SlimSAS SFF8654 8i NVMe 转接卡。

  • 模组散热器： 必选，DUO M.2 需要 2 套散热器。散热器可参考利民 HR-10 2280 Pro。

LQ50 DUO M.2转接示意图：

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图 2.4 LQ50 DUO M.2转接示意图

安装步骤

转接LQ50 DUO M.2时，需组装 PCIe 底板、SlimSAS 延长线、SlimSAS 转 PCIe 扩展卡和模组散热器。

安装步骤如下：

  1. 将 LQ50 DUO M.2 模组固定在Dual M.2 测试底板上，并安装对应的模组散热器。

  2. 将SlimSAS延长线一端插入LQ50 DUO M.2测试底板，另一端插入SlimSAS转PCIe扩展卡。

  3. 确认各组件连接稳固，将LQ50 DUO M.2配套底板和SlimSAS转PCIe扩展卡分别插入X86主板的两个PCIe插槽。

  4. 开机后，可通过 lspci -tvvv 命令识别到两个 1f6b:0c00 PCIe 设备，分别对应 LQ50 DUO M.2 卡上的两颗M50芯片。

2.3.2. 通用PCIe-M.2转接卡

如果无调试需求，且机箱尺寸满足要求，也可以选择通用PCIe-M.2转接卡。通用转接卡适用于LQ50 M.2的转接，不支持LQ50 DUO M.2转接。

以MSI M.2 Xpander-AERO为例，该转接卡采用x16金手指，尺寸为全高半长175 mm x 135 mm，自带散热均热板和风扇。

使用该类转接卡时需注意：

  • 该转接卡仅支持一张或多张M.2模组转接，不支持LQ50 DUO M.2转接。

  • 该转接卡需要外接ATX-PCIe-6pin，为LQ50 M.2和风扇供电。

  • 转接卡上M.2插槽的供电能力应满足3.3 V / 10 A要求，以保障LQ50 M.2 在满载运行时的稳定性。

2.3.2.1. 使用条件

使用MSI M.2 Xpander-AERO 转接卡时，需要满足以下条件：

  • 设备支持 PCIe 4.0设备。

  • 设备具备足够的PCIe 4.0通道。

  • 设备具备一根独立的ATX-PCIe 6-pin供电线。

2.3.2.2. 安装步骤

安装步骤如下：

  1. 将扩展卡背部4个固定风扇的螺丝拧下。

  2. 移除风扇，并撕掉硅脂导热垫上的塑料保护膜。

  3. 将螺柱移到适合模组的位置并固定。

  4. 安装LQ50 M.2模组，重新固定风扇并拧紧螺丝。

  5. 将转接卡插入主板第一根PCIe x16插槽，并接上ATX-PCIe 6-pin外接供电。

  6. 如果需要支持多张LQ50 M.2，请参考Xpander-AERO官方BIOS设置说明配置PCIe通道拆分。

2.3.2.3. 推荐型号

推荐型号如下：

  • 型号： 微星（MSI）M.2 Xpander-AERO PCIe 4.0 x16 转接卡。

  • 转接能力： 仅支持一张或多张LQ50 M.2转接，不支持LQ50 DUO M.2转接。

  • 多卡配置： 若接多张LQ50 M.2模组，需要在BIOS中配置PCIe通道拆分；若仅插接一张M.2模组，建议插入最靠近左侧的M.2槽位。

  • 外接供电： 通过ATX-PCIe-6pin为LQ50 M.2和风扇供电。

2.3.3. PCIe 转接后BIOS设置

不同平台需根据BIOS类型使能相应功能：

  • Intel 平台： 在 BIOS 中使能 VT-d。

  • AMD / 海光平台： 可通过检查系统中是否存在 ACPI IVRS 表来辅助判断 IOMMU 是否启用：

    ls /sys/firmware/acpi/tables/IVRS

    若该文件存在，通常表示 BIOS 中已正确开启 IOMMU；若不存在，则可能未在 BIOS 中启用 IOMMU。

  • 兆芯平台：

    • 百敖通用 BIOS：在 BIOS 菜单中查找 IO Virtualization 或 IOV Support 相关选项，将该选项设置为启用。

    • 百敖开天 BIOS：将附件拷贝到目标主机，解压附件后进入目录，使用root权限执行下面命令：

      ./mfgdone.sh -clr

      重启系统，按 F1 进BIOS Setup，进入 高级 菜单，按 Ctrl+Z 调出 CRB 菜单，设置 IOV Support 选项为启用。