厂商推崇的PCIe 4.0 SSD:距离普及还有多久?

厂商推崇的PCIe 4.0 SSD:距离普及还有多久?

白猫 / 2019-08-26 17:3431379

AMD在今年6月的台北电脑展上正式推出了7nm的消费级产品,包括锐龙处理器以及Navi架构的显卡,同时还包括最新的X570芯片组。除了制程升级让CPU的性能大幅上升之外,AMD还额外强调了这些处理器将会支持PCIe 4.0,同时市场上也已经出现了PCIe 4.0的SSD,性能十分地霸道。

那么AMD为什么要推出支持4.0的芯片组,而SSD厂商又在大力推崇4.0的产品呢?目前PCIe 4.0的推出能给谁带来好处,阻碍PCIe 4.0的因素有哪些?

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 PCIe 4.0究竟是什么?

 在回答PCIe 4.0之前,我们需要知道,PCIe 4.0究竟是什么?它和PCI- E 3.0有什么区别。根据官方的介绍,PCIe 4.0的传输速率定义为16GT/s,比3.0翻番,而下一代的5.0则继续翻番到32GT/s。也就是说按照最新的标准,PCIe 4.0可以达到每秒160亿次传输。

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按照大家熟悉的带宽,PCIe 4.0最高的X16通道能够提供64GB/s的带宽,这个带宽已经远远超过显卡所需要的带宽,也就是说未来几年显卡的发展也不一定能够吃满如此海量的带宽,甚至有些业内人士认为,PCI- E 3.0所能提供的带宽同样能够满足旗舰显卡的需要,那么对于企业来说,为什么要在这个时间点内提供PCIe 4.0传输标准呢?这就要讲到下一个原因,那就是厂商所推出的存储产品与传输标准之间的矛盾以及相互的妥协。

厂商和传输标准之间的博弈

作为超高速存储产品的直接受益者,存储厂商对于带宽的需求可谓饿狼扑食,水涨船高,尤其是随着PCIe SSD的快速发展之后更是如此。

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早期SSD尚未诞生或者处于襁褓时期的时候,市场上机械硬盘成为了绝对的主力,即使是现在机械硬盘仍然是大容量存储的首选。毕竟经过长时间的发展,机械硬盘已经十分地成熟,不过由于结构的限制尤其是磁片的物理限制,机械硬盘的速度已经位于瓶颈期,并且这个瓶颈极难打破。于是主流的机械硬盘速度的读取速度保持在250MB/s上下,写入速度在150MB/s左右,而机械硬盘时期推出的SATA III标准为6Gbps,也就是600MB/s上下,大幅领先机械硬盘,因此存储组织也没有什么更新SATA标准的动力。

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然而SSD的发展却打破了这个一成不变的标准,由于SSD采用的是全新的架构,在速度提升上远远超过原来的机械硬盘,而4K的读取更是如此。在SSD速度大幅度进化的前提下,SATA 3接口的速度面对SSD已经开始捉襟见肘,力不从心。因此我们看到大部分SATA 3的SSD速度维持在550MB/s,不是厂商不愿意做更快的产品,只是因为传输标准如此,带宽卡着没办法。之后SATA组织又推出的SATA-Express,不过诞生不久就夭折,因为厂商看到了SSD发展的新方向,那就是基于PCIe 通道的SSD以及M.2接口。

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在包括三星等存储厂商巨头的推动下,PCIe 通道的SSD开始逐渐普及,和SATA相比,PCIe 所能提供的带宽更大,目前主流PCI- E SSD采用的为PCI- E 3.0 X4通道,最高能够提供8GB/s的速率,而这也是M.2接口所能提供的最大带宽。于是突破传输瓶颈的PCIe  SSD再一次放飞自我,持续读写不断提升,目前旗舰级别的PCI- E 3.0 SSD能够达到3.2GB/s的读取速度以及2.4GB/s的写入速度,而这也几乎是3.0所能提供的极限。另外速度不断膨胀的SSD又带来的新的问题,那就是SSD需要跟显卡共享宽带

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AMD处理器提供的PCIe通道更多

以较为发烧的Intel Core i7-8700K处理器为例,提供的是24条PCIe 通道,除去分配给显卡的16条通道之外,其余的PCIe设备分享剩余的8根通道,而发烧级显卡又可以提供双M.2的插槽,也就是说CPU提供的PCIe 通道已经满足不了主板上的所有设备,而带宽也是如此。原本显卡和存储设备相安无事,大家各玩各的,毕竟SSD的发展还没有到如此复杂的程度,而现在PCIe SSD的推出需要极大的带宽,总带宽量就这么点,于是显卡、SSD甚至未来的万兆网卡和传输标准之间的分歧以及瓶颈就此出现。有需求就有发展,PCIe 4.0标准就在带宽如此紧张的局面开始普及。同时伴随着的还有CPU所能提供的更多的PCIe 通道。

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作为目前消费级市场所能提供PCIe 4.0通道的产品,AMD推出了基于7nm制程的锐龙3000系列处理器,采用了最高40条的PCIe 通道,其中PCIe 4.0 X16所能提供的最高速度为64GB/s。加倍的速度可以说大大缓解了PCIe 设备的传输速度与传输通道之间的矛盾。而首批基于PCIe 4.0通道的SSD也已经陆续发布,根据实际测试的情况。其持续读写可以达到5GB/s左右,将存储速度再一次提升。

当然PCIe 4.0对于硬件厂商和软件厂商们来说都太过于超前了,无论是配套硬件的开发还是软件的适配优化都需要时间才能逐步跟上。换言之,目前PCIe 4.0的技术优势并没有足够的生态去展现。这就需要厂商去普及了。

价格,还是价格

既然PCIe 4.0 SSD的性能如此强大,那么有没有阻碍PCIe 4.0 SSD以及其他产品的普及呢?当然有了,那就是价格!而价格也是PCI- E 4.0 SSD叫好不叫座的直接原因,另外一个原因便是CPU巨头Intel还没有在自家的芯片组中加入原生PCIe 4.0的支持,生态圈也搭建不起来。

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我们先来看看PCI- E 4.0 SSD的价格。如今随着闪存芯片大崩盘,主流的SSD已经陆续跌破1元1GB的价格,部分品牌甚至可以做到每GB 0.7元,也就是说花费700元,你就可以享受1TB容量的SSD,同时还是基于PCIe  3.0通道的产品,尽管采用的是QLC的颗粒。那么PCI- E 4.0的价格究竟如何呢?

目前在京东基于PCIe 4.0的SSD并不是很多,存储容量也从1TB起步,价格更是达到了2799元,是最便宜的同容量SSD的四倍,而传输速度以及带来的体验远没有提升四倍。这个价格显然是普通消费者望而却步的,只有骨灰级发烧友才回去尝试。尽管速度达到了5GB/s,但是买单的人还不是很多。按照预期的降价幅度,PCIe 4.0 SSD想要降低到大家能够承受的一个区间,还需要很长的时间,至少等到Intel普及支持PCIe 4.0的产品之后,市场才会有大规模的铺货。

PCIe 4.0的前途光明

尽管目前PCIe 4.0的价格高昂,但是我们仍然认为PCIe 4.0的发展迫在眉睫,尤其是随着超高速宽带以及5G通信等的发展,未来越来越多的产品将会染指PCIe 的通道以及占用相应的带宽。而已经被显卡和SSD瓜分得所剩无几的PCIe  3.0带宽面对这些产品的抢夺将会捉襟见肘,甚至让前者降速来满足后者的带宽需求。因此PCIe 4.0标准很有可能成为下一代产品的标准,毕竟PCIe 拥有兼容性,即使不支持PCIe 4.0,同样可以按照PCIe  3.0的标准来运行,不会影响产品的具体性能。

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PCIe 4.0的普及最大的阻碍总归是价格原因,只要价格下来了,就会有更多的用户去尝试PCIe 4.0的产品,而未来随着千兆宽带的普及,机械硬盘已经不能满足如此高速的存储需求,SSD同样是消费者的刚需。PCIe 4.0能够提供给用户更大的带宽,让消费者使用高速硬件时游刃有余。

当然PCIe 4.0就像是不断拓宽的高速公路,单位流量已经在那里摆放着,路上能够跑多少车子还是要让消费者做决定。


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