展望未来三代SSD主控:群联畅谈主动散热、L4缓存、新接口等细节

在微星近日举办的 Insider 直播活动期间,群联(Phison)首席技术官 Sebastian Jean 展望了与未来几代 SSD 有关的 PCIe Gen 5 / Gen 6 / Gen 7 主控。他表示:虽然开发全新的 SSD 设计需要大约 16~18 个月的时间,但新一代硅工艺节点的技术启用要提前 2-3 年开始。

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以当前最受关注的 PCIe 5.0 芯片为例,群联定于明年开始向客户发货。据此倒推一下时间,该公司显然也已经在为 2025~2026 年出现的 PCIe Gen 6 SSD 做底层设计。

规格方面,报道称 PCIe 5.0 SSD 可带来高达 14 GB/s 的传输速率 —— 与单通道 DDR4-2133 内存的带宽相当。

尽管 SSD 无法彻底取代现代 DRAM 系统内存解决方案,但两者相结合的话、或为更多应用开辟出基于“L4 缓存”的新场景。

WCCFTech 指出,现代 CPU 架构已经包含了 L1 / L2 / L3 级别的缓存。得益于类似的设计架构,PCIe 5.0 级未来版本的 SSD,将能够作为 CPU 的最后一级缓存(LLC / L4)来更高效地使用。

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至于未来的 SSD 将如何发展,不难想象我们会迎来更实惠的价格、更高的 NAND 闪存密度、以及化解尺寸方面的限制。

此外随着 PCIe 标准的迭代,我们可以使用更少的通道来满足存储需求,比如从 PCIe 6.0 x4 改成 PCIe 7.0 x2 。

有趣的是,群联声称 3-bit(TLC)闪存仍将继续发展,同时 4-bit(QLC)闪存会在游戏读取速度方面具有更大的优势,此外厂商们也会在 PCIe 6.0 / 7.0 时代更细地花粉工作站 / 企业级 SSD 产品线。

软件层面,由微软主导的直接存储(Direct Storage)API 等技术,将让下一代平台消费者体验到性能方面的巨大提升。

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至于散热和功耗,虽然群联“建议”PCIe 4.0 SSD 厂商配备散热器,但 PCIe 5.0 时代将成为标配。由于性能压榨会造成更高的发热,甚至不少厂商都会选择为它加装主动式的散热风扇

据悉,PCIe 5.0 SSD 的平均热设计功耗(TDP)为 14W,而 PCIe 6.0 SSD 将增长到 28W、且热管理是横亘在行业发展面前的一个主要挑战。

目前 30% 的热量通过 M.2 连接器来散热、70% 通过螺丝固定传导,因而新接口 / 插槽也将在设计之初就考虑到这方面的巨大作用。

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即使当前的 PCIe 4.0 SSD 主控 / DRAM 缓存可承受高达 125℃ 的运行温度,但 NAND 闪存还是需要极佳的散热来保持长期工作的稳定 —— 超过 80℃ 或触发过热保护。

群联希望 SSD 能够维持在 50℃ 上下的基准运行温度,否则 SSD 性能会随着温度增长而加大节流。以铠侠新发布的 PCIe 5.0 SSD 原型为例,其读速达到了 14 GB/s、IO 性能也较 PCIe 4.0 SSD 翻倍。

最后,群联将在高端 PCIe 5.0 SSD 主控市场与三星展开激烈的交锋,同时 Marvell 也宣布了旗下支持 NVMe 1.4b 标准的新款 Bravera SC5 SSD 主控,可知其定于 2022 年与慧荣(Silicon Motion)一道投放市场。

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