【存储器】巨头扛起大旗、产业链磨刀霍霍，SSD将开启PCIe 5.0时代？

编辑时间： 10-13 关键字：

PCIe 5.0全称为Peripheral Component Interconnect Express 5.0，指第5代快速周边组件互连。2019年初，PCI-SIG组织对外发布PCIe 5.0 0.9版规，同年5月正式宣布完成PCIe 5.0规范，传输速率达到32GT/s，带宽可达128GB/s，并具有向下兼容性。

随着人工智能、数据中心等领域对运算能力需求的迅速提升，两倍速度于PCIe 4.0的PCIe 5.0越来越受到关注，产业链上下游企业纷纷提前布局，PCIe 5.0来得似乎比想象中要早。

英特尔扛起PCIe 5.0大旗

作为电脑及服务器CPU领域的龙头厂商，英特尔已扛起了PCIe 5.0大旗，其多款芯片新品中出现了PCIe 5.0的身影。

今年8月，在2021年英特尔架构日上，英特尔公开了其下一代客户端架构酷睿处理器Alder Lake的详细信息。Alder Lake是英特尔的首款性能混合架构，将采用Intel 7nm制程工艺，支持DDR5和PCIe 5.0。

“Alder Lake正在引领向PCIe 5.0的转换，带宽最高可达PCIe 4.0的2倍。它最多支持16条通道并达到64GB/s，为下一代SSD和独立显卡提前布局。”英特尔Alder Lake首席架构师Arik Gihon在会上如此说道。

与此同时，英特尔介绍了其面向数据中心的下一代处理器Sapphire Rapids。英特尔表示，该处理器旨在通过先进的内存和下一代I/O，包括PCIe 5.0、CXL 1.1、DDR5和HBM技术，来推动行业技术转型。

英特尔还公布了其基于Xe HPC微架构的数据中心GPU架构Ponte Vecchio SoC。据介绍，Ponte Vecchio由多个复杂的设计组成，这些设计以单元形式呈现。其中基础单元是Ponte Vecchio是连接组织，是所有复杂的I/O和高带宽组件与SoC基础设施——PCIe 5.0、HBM2e 内存、连接不同单元MDFI链路和EMIB桥接。

据英特尔披露，基于Alder Lake的产品将在今年开始出货；Sapphire Rapids则预计最早将在2021年末发布，2022年上市；Ponte Vecchio已走下生产线进行上电验证，并已开始向客户提供限量样品，预计将于2022年面向HPC和AI市场发布。

SSD将开启PCIe 5.0时代？

英特尔支持PCIe 5.0的产品将至，那SSD的PCIe 5.0时代来了吗？

原厂方面，据媒体7月初报道，三星电子预告了其首款PCIe 5.0 SSD，型号为“PM1743”，是一款面向数据中心的企业级产品，支持PCIe 5.0 x4（单端口）或者PCIe5.0 2x2（双端口），总带宽16GB/s。报道称，这款SSD预计将于2022年第二季度推出。

9月，铠侠在一次活动中表示即将推出支持PCIe 5.0及EDSEF E3.S接口的企业级SSD CD7系列，将于今年第四季度推向市场。此外，铠侠还预告了CM6的下一代产品，此产品同样支持PCIe 5.0，并提供E3.S和2.5英寸两种接口产品，容量为1.6TB~30TB，预计明年夏季量产。

控制器厂商方面，群联8月推出全新高速传输接口IC产品线PCIe 5.0 Redriver PS7101，已得到多家主板和服务器开发厂商的认同并开始进行设计导入。

9月29日，群联宣布推出次世代旗舰PCIe 5.0 SSD控制芯片客制化方案PS5026-E26。搭载12nm制程的PCIe 5.0 SSD控制芯片E26，采用群联的自主研发IP技术和CoXProcessor 2.0架构，支持PCIe Dual Port、SR-IOV与ZNS等功能。

群联表示，PS5026-E26目前已完成设计Taped-Out，并预计于2022下半年开始量产，初期将推出M.2、U.3、E1.S、以及E3.S等尺寸规格，以满足电竞以及服务器等市场需求。不过群联尚未公布PCIe 5.0主控芯片的具体性能。

而在这之前，美满（Marvell）于5月底发布其首款PCIe 5.0 NVMe SSD控制器Bravera SC5系列。Bravera SC5系列SSD控制器是Marvell Bravera品牌下的第一款产品，包括8通道的MV-SS1331和16通道的MV-SS1333。

此外，近期大陆存储控制芯片厂商江苏华存电子表示，其PCIe 5.0 SSD控制芯片HC9001已完成研发进入流片阶段。据介绍，HC9001采用12nm制程工艺，PCIe 5.0 4-lane，可高达13.6GB/s与12.8GB/s读写速度，锁定云计算、大数据、企业服务器、人工智能等领域。

据媒体报道，慧荣今年2月在财报活动中透露，其第一批PCIe 5.0主控预计于2022年下半年出样，先用于企业级产品，预计从2023年之后开始大规模的应用。

除了原厂以及主控厂商外，IP厂商、设备厂商等亦已相继推出了PCIe 5.0相关产品。

今年2月，新思科技交付业界首个符合PCIe5.0和CXL2.0规范的完整性和数据加密安全IP核模块；5月，Cadence宣布面向TSMC N5工艺技术推出支持PCIe 5.0规范的IP产品，该IP将于今年下半年可应用于TSMC N3工艺技术，而基于TSMC N3工艺技术的下一个版本将于2022年初流片；澜起科技此前亦表示上半年PCIe 5.0高速接口物理层关键IP研发取得重要进展，为顺利完成PCIe 5.0 Retimer芯片的研发奠定基础。

7月，韩国半导体后端制程设备厂商Neosem表示，公司已完成PCIe 5.0 SSD测试设备的开发，计划于2022年一季度向其客户三星电子、英特尔和美光供货。Neosem预计，相关PCIe 5.0 SSD产品会在2022年上半年陆续亮相，并于2022年下半年正式推出。

产业链上下游企业磨刀霍霍向PCIe 5.0，SSD似乎即将开启PCIe 5.0时代。

PCIe 4.0还能再战一程

那么SSD的PCIe 5.0时代是否真的即将到来？PCIe 4.0又是否即将翻篇？

根据笔者近期与供应链相关企业交流了解到的信息，虽然业内均比较看好PCle 5.0，但是目前普遍认为SSD的PCIe 5.0时代不会这么快到来。

一位不具名的业内人士认为，SSD的PCIe 5.0时代或许到2023年下半年至2024年才会到来。他指出，服务器领域已经可看到PCIe 5.0的商用价值，但是消费端仍以价格为导向，而事实上，今年消费端还处于PCIe 3.0向PCIe 4.0的过渡阶段，明年才会真正迎来PCIe 4.0时代，而PCIe 5.0预计会比PCIe 4.0晚一年到一年半。

TrendForce集邦咨询预估，2024年消费端才会有PCIe 5.0产品出货。

目前头部厂商仍在推出PCIe 4.0 SSD产品，如铠侠才于9月推出了其PCIe 4.0 FL6系列NVMe SSD。对于PCIe 4.0与PCIe 5.0，铠侠在活动中表示，PCIe 4.0并不是一个过渡性技术，预计到2022年PCIe 5.0才会逐渐被市场接受，还需要5到6个月时间在服务器厂商做测试认证。在这之前，PCIe 4.0仍是最成熟、性能最高的。

此外，也有市场人士指出，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。

可见，尽管SSD的换代序幕或已拉开，但PCIe 4.0还能再战一程。但随着英特尔、三星、铠侠等头部厂商的推动，或也将加快PCIe 5.0的发展步伐。

TrendForce集邦咨询在前不久发布的2022年十大科技产业脉动中指出，2022年PCIe Gen4渗透率在PC消费级市场将出现大幅成长；而在服务器市场随着Intel Eagle Stream的量产，enterprise SSD将进一步升级支援PCIe Gen 5传输，较前一代Gen4传输速率增倍至32GT/s。

此外，TrendForce集邦咨询预估，如果产品如期在明年下半年放量，PCIe 5.0出货比例可能达全年5%。