由于一些显而易见的因素,最新PCIe 5.0标准的通道、接口,以及显卡、固态硬盘等产品应用,换言之整个以 通道速率翻倍 为主要特点的生态,当前在消费级市场的存在感并不是那么强。

以英特尔、AMD为代表的处理器与主板芯片组厂商,率先对这一规格实现了支持乃至普及,从12代酷睿处理器发布至今,如果你组装了一台采用新硬件的PC,那么就有可能已经用上了支持PCIe 5.0的CPU+主板组合。

具体而言包括从CPU本身提供的IO通道,到主板上PCIe 5.0×16的显卡插槽,以及PCIe 5.0×4的NVMe M.2硬盘接口,不过你八成会注意到,市面上暂时还没有那么多支持PCIe 5.0的显卡,而PCIe 5.0的固态硬盘也正处在一个表现尴尬,毫无性价比的阶段。

未达到通道理论上限的 残血速率

每一代PCIe标准的速度都实现了翻倍的增长,例如我们熟悉的PCIe 3.0与PCIe 4.0,其单通道速度就分别为8GT/s与16GT/s,考虑到数据编码方案(均为128b/130b)效率,最终换算为我们更熟悉的单位时则是984.6MB/s与1969MB/s。

看到这里,想必大家都能联想到PCIe 3.0与4.0固态硬盘常见的速率水平,由于它们都采用4通道,因此上限速率能够达到3500MB/s以及7000MB/s以上。

相似的规律依旧延续到PCIe 5.0标准上,其单通道速度再次翻倍达到32GT/s,因此针对NVMe固态硬盘常见的4通道,其速率上限应该能达到15000MB/s左右。然而只需了解一下目前市面上为数不多的PCIe 5.0固态硬盘产品,就能看出它们距离这个理论上限还有一段距离。

在这个PCIe 5.0标准应用的初级阶段,相应固态硬盘产品的速率性能标定可以说千奇百怪,但也以10000MB/s与12400MB/s两种连续读取速度的公版方案为主,我们可以两款平时接触较少的产品作为案例来了解:美商海盗船推出的MP700以及MP700 PRO。

MP700基本上属于初代PCIe 5.0阵营,采用可能是目前市面上唯一消费级PCIe 5.0主控芯片的群联PS5026-E26,并搭配LPDDR4独立缓存与美光232层3D TLC闪存颗粒,最高连续读写速度均为10000MB/s,可以说是撑住了新标准的 万兆 门面。

此外,它的随机4K性能标称也可达1500K IOPS读取与1700K IOPS写入,相比常见的PCIe 4.0产品已经可以说是巨幅提升。

但这依旧不是群联E26主控标称能达到的完整性能,规格书中群联E26能够达到最高14000MB/s与12000MB/s的连续读写性能,4K随机读取与MP700标称相同,4K随机写入则能够达到惊人的2000K IOPS。

那么MP700 PRO的情况如何呢?遗憾的是它在硬件搭配大体不变的情况下,仅在连续读写性能上有少量提升,达到12400MB/s与11800MB/s,4K随机性能尤其是写入性能 牙膏倒吸 仅为1600K IOPS,并且额外提供了4TB版本,整体性能表现与市面上另一部分 公版方案 相当。

这里提到的应用了公版方案的PCIe 5.0固态硬盘,也包括美光旗下的英睿达T700,作为原厂产品的它同样没有实现性能上的超越。

主控集中迭代 PCIe 5.0固态硬盘有望在2024年进入满血时代

2023年,PCIe 5.0固态硬盘依旧在 残血 状态摸爬滚打,无法与现有的PCIe 4.0乃至更早的3.0产品形成有效竞争,这当然离不开它的价格、生态壁垒,一部分原因也在于自身硬件性能尚未完整迭代。

其中的关键无疑就是主控。当前群联E26未能够发挥出PCIe 5.0标准的完整潜力,也没能如期带来自身标称的超高随机性能。

另外,它依旧采用的12nm工艺没有与前代E18主控拉开差距,在PCIe 5.0更高的性能需求下也将带来高功耗、高发热问题,影响其稳定性。当然,E26已经是亮相近2年的旧产品,要使PCIe 5.0固态硬盘获得更多竞争力,无疑需要新血液的注入。

在2024年到来之际,众多主控品牌针对PCIe 5.0时代的产品终于逐一亮相,其中就包括群联对E26进行迭代,推出的高端新品E26 Max14um,据称核心工艺不变,采用新技术与固件优化,将连续读取速度提升至14700MB/s,终于达到满血水平。

同期也将带来新款低功耗PCIe 5.0主控E31T,采用DRAMless设计,在性能与温度、功耗间寻找平衡,或将促成适合更多消费者的PCIe 5.0固态硬盘产品诞生。

近期带来新动向的主控品牌还包括慧荣,就早先亮相过的SM2508 PCIe 5.0主控提供了更多新信息,包括采用TSMC 6nm EUV制程,新架构与低功耗优化,最高支持的颗粒通道速度可达3600MT/s等,其标称的顺序读写速度最高可达14.5GB/s与14GB/s,随机读写可达2500K IOPS,可以看出先进工艺为其带来了更多性能优势。

英韧科技也在此前宣布,首款针对企业市场的国产PCIe 5.0主控YR S900开启量产,采用开源的RISC-V架构,并适配长江存储颗粒,官方标称连续读写性能可达14GB/s与12GB/s,4K随机读写性能达3500K IOPS与2500K IOPS。虽然是企业级产品,但相关技术在消费级领域的应用日后也值得期待。

小结

不久之后CES 2024即将到来,我们关于PCIe 5.0固态硬盘的不少疑问,以及有关未来市场表现的悬念可能将在那时进一步解答。例如 满血 的PCIe 5.0固态硬盘何时上市?会不会细分出无缓、低温、性价比取向的多种方案适应不同消费者需求?以及 全国产阵容 何时攻克PCIe 5.0时代?

笔者个人还有一点好奇,就是未来的PCIe 5.0固态硬盘将会如何处理高性能带来的巨量发热?是借助先进制程工艺提高能效比,抑或是在每一款产品中普及散热解决方案,让高性能固态硬盘永远与 马甲 相伴相随?这种影响是否会一举改变消费者手中PC的形态?正如此前NVMe M.2插槽在笔记本电脑中取代SATA接口与硬盘位。

作者 富联娱乐

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