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PCIe 5.0: SSD-Controller von Silicon Motion ab 2023

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silicon-motionAktuell erreichen NVMe-SSDs im M.2-Format über vier PCI-Express-4.0-Lanes Datenraten von knapp 7 GB/s.  In Kürze werden wir uns die Corsair MP600 Pro mit Phison PS5018-E18 anschauen, die auf eben diese 7 GB/s kommt. Theoretisch sind über vier PCIe-4.0-Lanes 7.877 MB/s (Brutto) möglich und somit ist zumindest die Anbindung über vier Lanes inzwischen ausgereizt, denn auch ein gewisser Overhead muss beachtet werden. Abhilfe schaffen PCI-Express-SSDs, die entweder direkt oder über entsprechende Erweiterungskarten mit acht oder gar 16 Lanes angebunden werden.

Silicon Motion hat nun angekündigt (via Seeking Alpha), dass man in der zweiten Jahreshälfte 2022 erste Samples der SSD-Controller ausliefern will, die PCI-Express 5.0 unterstützen. Ab 2023 sollen diese Controller dann in finalen Produkten ausgeliefert werden. Andere Hersteller wie Phison dürften ebenfalls mit der Einführung der ersten PCIe-5.0-Plattformen entsprechende Controller planen, so dass SSD-Hersteller, die keinen eigenen Controller haben, diesen auf ihren SSDs verwenden können. Western Digital und Samsung entwickeln ihre eigenen Controller und auch hier dürfte man bereits an den ersten Controllern für PCI-Express 5.0 arbeiten.

Der Einsatz von PCI-Express 5.0 bei weiterhin vier Lanes würde eine theoretische Übertragungsrate von 15.754 MB/s (auch hier wieder Brutto) ermöglichen, was einer Verdopplung des aktuellen Limits entspricht. Ob dies im Endkundenbereich aktuell als sinnvoll erscheint, steht natürlich auf einem anderen Blatt. Vor allem die Server-Plattformen profitieren durch die schnellere Anbindung von GPU-Beschleunigern und kohärenten Caches von schnellen Schnittstellen wie PCI-Express 5.0. Auch Interconnect-Technologien wie CXL verwenden PCI-Express 5.0 als Trägertechnologie.

PCI-Express 5.0 wird in diesem Jahr zumindest im Datacenter Einzug halten. Intel wird gegen Ende 2021 die Xeon-Prozessoren auf Basis von Sapphire Rapids vorstellen. Auf Seiten der Endkundenprozessoren könnte Intels Hybrid-Prozessor Alder Lake-S mit PCI-Express 5.0 bereits Ende 2021 zumindest angekündigt werden. Verfügbar sein werden beiden Plattformen vermutlich erst Anfang 2022.

Wann AMD auf eine neue Plattform und damit auf PCI-Express 5.0 wechselt, ist derzeit nicht bekannt. Die Prozessoren auf Basis von Zen 4 sind jedoch die heißesten Kandidaten dafür. In naher Zukunft wird Intel zunächst einmal die Unterstützung von PCI-Express 4.0 nachreichen. Dies gilt für die Server (Ice Lake-SP) ebenso wie die Core-Prozessoren (Rocket Lake-S), während die Tiger-Lake-Prozessoren für Notebooks zumindest bereits vier PCIe-4.0-Lanes für die Anbindung einer SSD anbieten. Bei AMD wird PCI-Express 4.0 bereits mit den Ryzen-3000-Prozessoren (Zen 2) sowie der zweiten Generation der EPYC-Prozessoren unterstützt. Hier profitiert man vor allem bei den SSDs auch von den höheren Übertragungsraten, während Grafikkarten in Spielen nur in wenigen Ausnahmefällen einen signifikanten Leistungsschub erhalten.

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