硬盘开启PCIe 5.0时代

2019年年初，PCI-SIG组织对外发布PCIe 5.0 0.9版规范。随后，2019年5月29日，PCI-SIG正式宣布完成PCIe 5.0规范，传输速率达到32GT/s，带宽可达128GB/s。
 
PCIe 5.0全称为Peripheral Component Interconnect Express 5.0，指第 5 代快速周边组件互连。PCIe5.0速度是 PCIe 4.0的两倍，并具有向下兼容性，除了带宽增加之外，PCIe 5.0 规范还包括提高信号完整性的电气增强和提高连接器性能的机械更新。
 
2019年7月，AMD X570平台上市，支持PCIe 4.0技术成为X570芯片组最大的亮点，打破了PCIe3.0接口近十年的统治。对于新协议的支持，电脑主板往往走的更靠前一些，随着AMD的支持，消费级SSD最旗舰的产品迅速完成对PCIe 4.0技术的支持，
 
近日，我们从英特尔的产品发布消息中能够看到，12代酷睿不仅将首发DDR5内存，并计划首发推出PCIe5.0。根据爆料消息，英特尔Alder Lake处理器至少会有一条PCIe 5.0 x8通道，还有2个PCIe 4.0 x4通道，前者可能是用于显卡，速度等效于PCIe 4.0 x16。
 
虽然目前PCIe5.0主板还没有面世，但相关配套消息已经越来越多，比如群联推出了PCIe 5.0 ReDriver芯片PS7101，助力PCIe 5.0主板或转接卡的研发和设计，该公司也在加速研发PCIe 5.0 SSD主控。
 
作为全球第二大闪存制造商，铠侠（KIOXIA）近日在2021中国闪存市场峰会（CFMS2021）上表示，该公司计划在 2021 年推出首款 PCIe 5.0 x4 SSD。众多存储厂商都曾公开表示，PCIe 5.0 SSD将成为未来消费级以及企业级存储设备的重点发展方向。
 
根据铠侠的描述， CD7系列SSD，也就是PCIe 5.0 SSD将提供1.6 TB到30TB的选项，标称日写入量为1-3 DWPD。和现有PCIe 4.0的CM6系列相比，CD7系列SSD读取速度达到了14GB/s，写入也有7GB/s，分别提升103%、67%，同时随机读取性能也提升了79%，读取、写入延迟则降低了77%、50%。
 
铠侠表示，CD7系列SSD将于2022年第四季度上市。但TrendForce 的分析师预计，PCIe 5.0 SSD具体的发布时间可能会提前，将会在第二季度或者第三季度。目前市场应用的首要目标还是数据中心业务，但从服务器新接口的可用程度来看，消费级市场不会等太久。“预计英特尔和AMD将分别在1H22开始量产Eagle Stream和Genoa CPU。除了兼容PCIe 5.0外，这些服务器处理器还将支持 CXL（Computer Express Link）接口。” TrendForce 分析师表示。
 
在消费级SSD方面，PCIe 5.0的主要优势是高速存储。在存储方面，具有PCIe 5.0速度的NVMe 驱动器将非常快，是过往驱动器速度的两倍。高速存储比以往任何时候都更加重要，一个重要的领域是游戏领域。比如微软在此前正式发布了Win11操作系统，为游戏玩家带来了重磅技术 DirectStorage API，PCIe 5.0 SSD会帮助其大大改善用户的游戏体验。
 
此前，三星也公布了一些该公司PCIe 5.0 x4接口的企业级SSD的初步细节，产品系列名为PM1743。
 
三星PM1743系列SSD将基于该公司专有的控制器，以及第六代TLC V-NAND内存，额定值为每天最多写入一个驱动器 (1 DWPD)，专为混合工作负载而设计。在具体参数上，三星 PM1743 系列SSD将配备 PCIe Gen 5 x4（单端口）或双 x2（双端口）接口，并采用 E3.S 1T外形（111.5 毫米 × 31.5 毫米）增加服务器的存储密度。
 
三星并没有公开PM1743系列SSD具体的数据读写性能，但行业分析师预计，其读取速度预计也将达到14GB/s水平。
 
根据外媒的报道，Marvell将是首批推出PCIe 5.0 SSD控制器的公司之一。5月底，Marvell 发布了Bravera SC5 SSD 控制器，支持 PCIe 5.0 和 NVMe 1.4b。该控制器将提供 8 通道和 16 通道版本，最大顺序读取和写入速度分别为 14GB/s和 9GB/s。
 
有分析师认为，14GB/s仅仅只是PCIe 5.0 SSD第一代产品的读取速度，PCIe 4.0 x4接口的理论最大带宽为8GB/s，PCIe 5.0 x4 接口将使理论最大值翻倍，从 8GB/s到 16GB/s。因此，后续我们将见识到读取速度达到16GB/s的SSD产品。
 
虽然业界都在讲PCIe 5.0 SSD会很快到来，但Coughlin Associates总裁Tom Coughlin表示，尽管最初的PCIe 5.0产品可能会在2022年和2023 年出现，但它们可能要到2025年或2026年才能进入大众市场。这其中一个很大的问题就是成本问题。