隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，人類社會(huì)已經(jīng)邁入數(shù)字時(shí)代，我們的生活、工作無時(shí)無刻不被大量的數(shù)據(jù)包圍，越來越多的數(shù)據(jù)需要被存儲(chǔ)、傳輸、分析以及處理，這些需求也在不斷推動(dòng)著科技的進(jìn)步。在存儲(chǔ)領(lǐng)域中，傳統(tǒng)硬盤HDD憑借其容量高、成本低，以及長壽命的特點(diǎn)稱霸數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)⒔?0年。然而，近年來，隨著數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長，對存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行速度、IO訪問性能以及與CPU搭配運(yùn)行的綜合性能等都提出更高的要求，傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)限制，無法突破瓶頸，以電子技術(shù)為基礎(chǔ)的SSD（固態(tài)硬盤）近幾年需求強(qiáng)勁。

接口規(guī)范不斷升級(jí)，推動(dòng)SSD向更高傳輸速率發(fā)展

從硬件結(jié)構(gòu)來看，典型的固態(tài)硬盤由主控、閃存芯片、緩存芯片、接口以及固件組成，閃存芯片無疑是固態(tài)硬盤中的核心部件。然而，隨著閃存芯片的不斷發(fā)展，從最初的SLC、MLC，到目前主流的TLC以及新興的QLC閃存，NAND結(jié)構(gòu)也由最初的2D平面到3D立體，目前原廠已小批量量產(chǎn)100+層3D NAND，隨著存儲(chǔ)容量翻倍增長、成本大幅度降低，但是也伴隨著產(chǎn)品壽命短，價(jià)格相對HDD依然昂貴等不足，需要平臺(tái)、主控、緩存及接口各部件協(xié)同優(yōu)化，才能最大程度發(fā)揮固態(tài)硬盤的長處。

其中接口作為連接SSD和計(jì)算機(jī)設(shè)備的“大門”，其性能的上限直接決定了SSD產(chǎn)品性能的“天花板”高度。因此，研發(fā)人員不遺余力的尋求“擴(kuò)寬”這座大門的方法，從最初的SATA接口到PCIe接口，PCIe接口憑借其高帶寬以及可以進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)串行連接的特點(diǎn)被認(rèn)為是替代SATA接口的第三代總線技術(shù)。

目前PCI-SIG組織已經(jīng)批準(zhǔn)了PCIe 5.0的0.9版規(guī)范，這意味著正式版規(guī)范已經(jīng)不遠(yuǎn)了。PCIe 4.0規(guī)范作為面世的最高等級(jí)接口規(guī)范，與上一代PCIe 3.0相比，第4代接口規(guī)范的傳輸速率以及帶寬都是翻倍增長。2019上半年存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)遭遇困境，創(chuàng)新的產(chǎn)品成為企業(yè)成長的關(guān)鍵，因此PCIe 4.0 SSD成為各家必爭之地。

平臺(tái)：AMD率先支持PCIe 4.0，英特爾已在路上！

今年5月底，AMD推出第二代霄龍和第三代銳龍?zhí)幚砥?、X570主板、RX 5700系列顯卡率先引入PCIe 4.0，從數(shù)據(jù)中心到消費(fèi)級(jí)市場都是首發(fā)，引爆了PCIe SSD商機(jī)。但是要實(shí)現(xiàn)PCIe 4.0 SSD的普及，英特爾的支持則是必不可少。

有消息稱，英特爾將推出的名叫“幻影峽谷”的游戲NUC搭載英特爾10nm+的Tiger Lake”28瓦TDP處理器，支持PCIe 4.0，將搭載GTX 1660 Ti和RTX 2060，視頻輸出支持HDMI 2.1，還有兩個(gè)MiniDP 1.4。有兩個(gè)SODIMM插槽，最高支持64GB DDR4，支持2280、22110的M.2 NVMe/SATA SSD。

主控：群聯(lián)和Marvell率先支持PCIe 4.0

群聯(lián)

5月底，群聯(lián)與AMD聯(lián)手宣布PCIe4.0時(shí)代來臨，并首發(fā)業(yè)內(nèi)第一顆PCIe Gen4x4 NVMe SSD控制芯片：PS5016-E16，搭配群聯(lián)第四代LDPC的糾錯(cuò)引擎 (ECC Engine)以及最新的3D NAND Flash技術(shù)，最高連續(xù)讀寫效能超過4000MB/s。

PS5018-E18是PS5016-E16的升級(jí)版，采用12nm工藝，支持DDR4/LPDDR4緩存，支持PCIe 4.0 x4規(guī)格，連續(xù)讀寫速度均可達(dá)7000MB/s，逼近PCIe 4.0 x4極限性能，以及支持TLC及QLC NAND和NVMe 1.4協(xié)議等。

群聯(lián)PS5019-E19T則是DRAM-Less PCIe 4.0 SSD控制芯片，連續(xù)讀寫性能都達(dá)到3750MB/s，針對功耗敏感或是散熱要求的應(yīng)用系統(tǒng)，例如筆記本電腦或是游戲主機(jī)。

Marvell

Marvell在今年8月份推出三款PCIe Gen4 NVMe SSD控制芯片，包括88SS1321、88SS1322和88SS1323，是采用業(yè)界先進(jìn)的12nm工藝制造，支持3D NAND和QLC NAND，支持PCIe Gen4接口，支持DRAM-base或DRAM-less，支持M.2（22110至2230）、BGA、EDSFF和U.2 SSD等多種形態(tài)，用于滿足下一代數(shù)據(jù)中心和邊緣設(shè)備對低功耗和高性能的需求，如人工智能（AI）和5G的增長。

慧榮

慧榮推出了SM2264和SM2267兩款PCIe 4.0主控芯片，區(qū)別在于前者是8通道，后者只有4通道，均可支持最新的9x層堆疊的3D TLC/QLC NAND。

其中，SM2264是高端產(chǎn)品，支持8通道閃存，最大容量16TB，連續(xù)讀取速度6.5GB/s，最大連續(xù)寫入3.9GB/s，隨機(jī)讀寫IOPS都可達(dá)到700K。SM2267則是主流方案，支持4通道閃存，最大容量8TB，最大連續(xù)讀取速度4GB/s，最大連續(xù)寫入速度3GB/s，隨機(jī)讀寫IOPS則有400K。

支持PCIe 4.0接口的控制芯片

目前有哪些PCIe 4.0 SSD

PCIe 4.0相較于上一代PCIe 3.0實(shí)現(xiàn)了傳輸速率持續(xù)提升，帶寬翻倍增長以及容量提升，SSD廠商也紛紛抓住機(jī)遇推出自已品牌的PCIe 4.0產(chǎn)品，其中消費(fèi)類SSD主要采用的仍然是群聯(lián)PS5016-E16主控芯片，預(yù)計(jì)采用Marvell和慧榮的控制芯片的SSD產(chǎn)品不久也將會(huì)面世。

PCIe接口發(fā)展

對于企業(yè)級(jí)市場，三星和東芝都有推出PCIe 4.0固態(tài)硬盤新品，其中三星采用的是自家主控，最高讀取速度可達(dá)8000MB/s，東芝產(chǎn)品信息相對較少，只是稱容量有望高達(dá)30TB，預(yù)計(jì)明年將會(huì)面世。東芝存儲(chǔ)器首席技術(shù)官Shigenori Yanagi 9月19日將會(huì)蒞臨CFMS2019以“迅速迭代的閃存技術(shù)，滿足應(yīng)用的不斷創(chuàng)新”為主題展開演講，揭曉更多東芝存儲(chǔ)器發(fā)展規(guī)劃。

支持PCIe 4.0接口的SSD

眾所周知，存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代極快，且隨著大數(shù)據(jù)以及5G時(shí)代的到來，存儲(chǔ)設(shè)備朝著大容量、高速率的方向發(fā)展不會(huì)變，無論硬件的容量、傳輸、規(guī)范，還是軟件配置都會(huì)服務(wù)于這一發(fā)展趨勢，各大廠商也必然會(huì)緊追技術(shù)的腳步，保證自身在科技的洪流中不被淘汰。