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PCIe5.0即将来袭,产业链各环节已准备就绪,PCIe4.0将沦为过渡技术?

发布人:闪存市场时间:2021-11-18来源:工程师

身处日新月异的电子产业,不得不感叹世界变化之快:一方面PCIe4.0才崭露头角,另一方面各大企业已经争相上马PCIe 5.0相关产品。

铠侠发布业内首款PCIe5.0 SSD产品,三星企业级PCIe 5.0x4 SSD也正在路上

近日,铠侠最新发布了业界首款支持PCIe5.0规范、采用企业级数据中心标准外形(EDSFF) E3.S的CD7 SSD系列产品,容量高达7.68TB。

据悉,CD7系列SSD基于铠侠BiCS4闪存芯片,支持x4 PCIe通道,但也针对PCIe Gen 5x2 的性能进行了优化,使其性能表现与PCIe Gen 4x4相似,极大节省了PCIe通道的占用量。

在性能方面,CD7固态硬盘读取吞吐量高达6450MB/s,随机读取可达1050K IOPS;读取延迟为75μs,写入延迟为14μs,比上一代PCIe4.0 SSD分别低17%和60%。

除铠侠之外,今年7月份外媒透露了三星支持PCIe 5.0x4接口的企业级SSD的初步细节,采用E3.S外形规格,并将赶上第一批支持PCIe 5.0的企业级处理器平台投放市场。

英特尔第12代CPU平台支持PCIe5.0,并向下兼容PCIe4.0

在今年10月底召开的英特尔“创新日”活动上推出的12代PC版CPU将首度支持 DDR5内存和PCIe 5.0,Intel Smart Cache (L3)最多可达30MB,还同步发表全新的600系列芯片,最高可提供28条通道,并向下兼容PCIe 4.0规范。

主控芯片厂商积极布局,预计明年将有数款PCIe5.0产品面世

在存储控制芯片领域,Marvell布局最早,于今年5月推出了业界首款支持PCIe 5.0和NVMe 1.4b的全新Bravera™ SC5控制器系列,包括8通道的MV-SS1331和16通道的MV-SS1333。

性能上,Bravera™ SC5控制器最高顺序读写速度达14GB/s和9GB/s,随机读写速度最高达2000K IOPS和1000K IOPS,预计将首先在服务器市场应用,然后再过渡到消费类终端市场。

在PCIe4.0抢占先机的群联电子也于今年9月底推出次世代旗舰PCIe Gen5 SSD控制芯片客制化方案PS5026-E26,为全球的服务器与高端消费类SSD客户提供最先进的存储技术。目前该款产品已完成设计Taped-Out,预计将于2022下半年开始量产。

慧荣科技虽然尚未官宣PCIe5.0相关产品,但曾在财报会议上透露,第一批PCIe 5.0主控定于2022年下半年出样,先用于企业级产品,大规模的应用预计从2023年之后开始。

此外,英韧、得一微等主控设计厂商也纷纷表示,旗下的PCIe Gen5相关产品也已经接近完成技术积累,或将在不久之后向公众发布。

服务器厂商Dell已准备好应对之策

随着对服务器带宽需求呈指数级增长,PCIe Gen5规范凭借双倍于PCIe Gen4的带宽和传输速率,成为各大厂商竞争布局的热点技术。

由上文可知,存储产业链企业已经马不停蹄,开启了相关产品研发与技术积累。作为主要应用端的服务器厂商自然也不能落后,Dell就在去年发表了一篇针对PCIe5规范为服务器设计带来的挑战的相关解决方案的研究论文。

Dell表示,高速服务器的设计是十分复杂的,服务器PCIe拓扑也很复杂,许多PCIe拓扑路径上有多个连接器或电缆。另外,服务器的PCIe通道设计需要为CPU封装和AIC损耗预留损耗空间。而从PCIe Gen4升级到PCIe Gen5,频率、功耗都发生了变化,因此需要对每个信道参数进行优化,使其损耗最小化。

在文章中,Dell通过对通道参数进行了优化,减少在PCIe Gen5速率下的通道损耗、反射和串扰。

PCIe 4.0将沦为过渡技术? 

近年来,电子产业链的发展节奏似乎又加快了,2019年AMD联合群联发布了业内首款PCIe4.0处理器平台和主控芯片,拉开了PCIe4.0帷幕,短短一年多的时间,英特尔和存储产业链各环节均有PCIe5.0产品推出,如此看来,PCIe4.0窗口期确实较短,难道PCIe4.0真的要沦为过渡技术吗?

业内人士表示,这一问题需要一分为二的来看,不能一概而论。

其实,PCIe4.0规范发布的时间就不是很好,PCIe 1.0标准2013年面世,拥有2.5GT/s速度,随后2006年发布PCIe 2.0(5.0GT/s)、2010年发布PCIe 3.0(8GT/s),大概三到四年PCIe就会制定新的标准,但PCIe 4.0却是等了7年,直到2017年才发布了PCIe 4.0(16GT/s),而在4.0都还没开始应用的时候,2019年就早早的发布了PCIe 5.0(32GT/s)。

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来源:公开信息

对于英特尔而言,本身似乎并不在意PCIe4.0,曾有消息称,英特尔或将越过PCIe 4.0直接开发PCIe5.0设备,而PCIe5.0设备将直接向下兼容3.0和4.0设备。如此看来,英特尔于第11代处理器中支持PCIe4.0,更像是在AMD支持PCIe4.0后所做的权宜之计。因此,从处理器厂商角度来看,PCIe4.0确实有点过渡技术的意味。

但是从设备需求端,情况可能大不相同。首先,目前英特尔所支持的PCIe5.0距离达到极限性能还需花费较长时间。对于下游存储产业链企业来讲,推出PCIe5.0产品需要克服功耗、性能等一系列技术难题,所带来的研发成本和物料成本也是极高的。

对终端需求者来讲,“加量不加价”的心态是不会变的,随着PCIe4.0相关产品性能、成本不断优化,与PCIe3.0价差缩小,且能满足消费者需求的前提下,其市场前景依然是十分光明的。

从目前进度来看,产业链各企业对PCIe5.0态度都十分积极,进展也是迅速,然而,在市场需求还未释放的时期,其实各厂商先进产品更大的意义在于实力的象征,只有在产品成本、物料成本优化到成为主流需求,其真正的商品价值才开始显现。

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