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PCIe 5.0 SSD下半年开战,选择你的控制器参团
(2024年12月21日更新)

PCIe5.0以32为我们承诺了超强的性能GT/s带宽做到了PCIe4.0的两倍PCIe4.0产品刚刚在客户或企业级应用中普及,但PCIe5.0产品仍处于早期阶段,尚未推出大规模产品。
而PCIe6.虽然号称速度是PCIe5.0倍,目前还处于研发阶段,预计2025年以后才会开始大规模商业化。新标准实施下的落地市场往往是消费和企业存储,PCIe5.0也不例外。最近,许多制造商推出了针对PCIe5.0 NVMeSSD除了三星这样使用自研控制器方案的厂商外,市场上还有很多方案SSD还是用第三方的SSD控制器。可以说,如果这些控制器不能量产,光靠颗粒准备就绪是不够的。
消费级第一杀:群联E26
去年,群联公开了下一代PCIe5.0 SSD控制器E26(PS5026-E26)是集低功耗、高性能特性于一体的控制器。控制器基于两个ConnorWinfield代理低功耗的ARMR5CPU与三个群联自主研究CoXProcessor2.0台积电12处理器nm工艺建设,支持M.2、U.3、E1.S和E3.S这样的SSD最形尺寸最高支撑32TB容量。由此可见主要是消费级和企业级存储,但当时该控制器的具体性能尚未公布。

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由微星和群联组成PCIe5.0 SSD样品 / 微星

今年终于组联了CES上,展示了它的第一款PCIe5.0的SSD控制器方案E从实机软件测试结果可以看出26的具体性能。E26控制器方案PCIe5.0 SSD读取速度已提高到13815.38MB/s,12727.24MB/s,约合13GB/s。这与公布的纸面参数基本一致,其4K随机读取速度达到15000K IOPS,4K随机写入速度达到2000K IOPS。

E26在CrystalDiskMark性能中等 / 群联

群联表示,E目前,26不再处于硬件开发阶段,而是专注于固件结构和性能优化。在批量生产和启动方面,群联一直做得很好。在群联众多合作伙伴的共同努力下,我相信很快就会有大量的市场PCIe5.0 SSD使用此控制器芯片。
性能Tier1:MicrochipFlashtec NVMe 4016
Microchip最后也在最近推出Flashtec第四代NVMeSSD控制器,FlashtecNVMe4016是专门为企业级和数据中心准备的PCIe5.0 SSD控制器。正如其名,FlashtecNVMe4016支持标准的NVMe2.在对数据中心SSD对尺寸的支持基本实现了全覆盖,包括E1.S和E3.S这样的短卡,还有E1.L和E3.L这样的长卡,常见的U.2、U.也支持定制尺寸。最高支持2000TB以上的SSD容量,FlashtecNVMe4016的灵活性相当高。

FlashtecNVMe4016不同尺寸的4016SSD产品 /Microchip

当然了,SSD最重要的是存储性能。Microchip在给出的数据中,FlashtecNVMe16个可编程项目在4016上NAND闪存通道支持最高2.4GT/s,充分利用了PCIe5.0x4的带宽。FlashtecNVMe4016的128KB顺序读写速度可达14GB/s以上,4K随机读取速度达到3M IOPS以上。该性能已公布。PCIe5.0 SSD速度也是数一数二的。

FlashtecNVMe4016架构与参数 / Microchip

另一个关键要求是企业级和数据中心的存储应用,NVMe在这方面,4016提供了双签名认证和可信平台支持。此外,在大规模部署下,另一个必须考虑的因素是TCO,目前这类SSD存储成本相对较高,这也是许多云存储应用程序的最大成本支出FlashtecNVMe4016降低TCO方法是提高能效。通过架构和半导体设计技术,FlashtecNVMe4016实现了处理器核心自动闲置等一系列高级电源管理特性。根据Microchip与上一代产品相比,能耗提高了30%,与三星相比PM与前一代相比,1743的改进是一致的。
FlashtecNVMe4016还有一个独特的特点,就是它集成了一个全新的可编程机学习引擎,支持各种AI和ML模用程序中的模式识别和分类。基于控制器的发动机带来的加速无疑增加了SSD在AI/ML服务器的吸引力。
PCIe5.0 SSD离我们有多远?

自然,这些控制器承诺的性能令人向往,但这些PCIe5.0 SSD离我们有多远?无论是群联E26这样的客户级SSD控制器,还是MicrochipFlashtecNVMe4016企业级/数据中心SSD其实控制器还没有完全量产。比如E26在去年9月的新闻中成功宣布完成12nm不久前,流片与主板制造商合作开发和测试样品,预计产品将于今年下半年推出。而Microchip的FlashtecNVMe4016年将于2023年下半年全面投产,以满足2024年至2025年相关产品的需求。SSD控制器厂商Silicon Motion也相吻合。
毕竟,群联仍然专注于消费水平SSD在市场上,产品的推出速度往往比人快一步PCIe4.0时代也可以看到,比如群联E16控制器基本都出现在第一代PCIe4.0 SSD上,而E2021年,为2021年SSD市场上的常客。早在流片前,E26的控制器IP和固件就在FPGA为了保证最快的上市时间,环境同时开发。
但考虑到目前的正确性PCIe5.例如,英特尔12代的支持并不完美AlderLake该系列处理器对PCIe5.0的支持仅限于桌面端,移动端仍然只支持PCIe4.0。至于AMD只计划今年年底Zen4处理器将得到支持PCIe5.0.除了消费芯片,一些服务器芯片可能会很快得到支持PCIe5.0,但这类PCIe5.0 SSD还在酝酿的过程中,所以暂时不会见到我们。从目前的市场情况来看,更令人担忧的是成本。PCIe4.0的SSD如果此时价格还没有下降,如果PCIe5.0SSD如果推出,势必会像DDR内存一样,以高价出现。

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