La conectividad PCIe ha adquirido un mayor perfil en el almacenamiento de datos empresariales en los últimos años, en particular con la aparición y la adquisición del almacenamiento flash convencional por parte del hardware basado en NVMe.
Durante décadas, la conectividad de almacenamiento de datos se centró en protocolos basados en SCSI (p. ej., SAS y SATA). Y cuando apareció el flash NVMe, con E/S potencialmente impulsadas por órdenes de magnitud en comparación con los SSD existentes, también se conectaba a menudo a través de interfaces “tradicionales” en productos de almacenamiento.
Eso ha comenzado a cambiar recientemente con la aparición de EDSFF, o Enterprise and Data Center Standard Form Factor, dedicado a unir NVMe flash con conectividad PCIe, y específicamente PCIe 4.0 en adelante.
Aquí veremos las generaciones 4 y 5 de PCIe y esperamos con ansias la generación 6, con especial atención a su uso en el almacenamiento empresarial.
Generaciones de PCIe: 4, 5 y 6
Las revisiones de PCIe generalmente demoran algunos años desde el inicio hasta la producción y requieren un amplio soporte del ecosistema, como en las CPU, para admitir los productos de almacenamiento de manera adecuada.
PCIe 4.0, o gen 4, se anunció por primera vez, por ejemplo, en 2011, pero actualmente es la conexión PCIe más nueva con más que una disponibilidad de producto simbólico.
Gen 4 tiene una velocidad de enlace de 16 gigatransferencias por segundo (Gtps), que puede llegar a 64 GBps según la cantidad de carriles.
Cada generación de PCIe duplica el rendimiento de la última, por lo que la generación 5 ofrece 32 Gtps o un ancho de banda potencial de 128 GBps. Hay algunos productos, pero no muchos. El trabajo en PCIe gen 6 se anunció en 2019, con productos dentro de algunos años.
Gen 4 llegando a la corriente principal ahora
Las unidades flash equipadas con Gen 4 con capacidades de más de 30 TB estaban disponibles a fines de 2020 de Intel, Kioxia, Samsung y Micron. Intel se unió a AMD para suministrar CPU Ice Lake compatibles con PCIe 4.0 en 2021
Más recientemente, las unidades de factor de forma EDSFF están disponibles a través de Intel, Kioxia y Samsung, con conectividad PCIe 4.0 disponible y medios flash TLC y QLC integrados.
Entre los cinco grandes fabricantes de productos de almacenamiento, PCIe gen 4 está a punto de llegar en arreglos, y donde no ha llegado, lo tienen en algunos productos de servidor (si los suministran).
Dell EMC ofrece unidades PCIE gen 4 en servidores PowerEdge (con CPU Intel Ice Lake), mientras que IBM ofrece unidades PCIe 4.0 para su familia de servidores Power9.
NetApp anunció que sus controladores de matriz all-flash de gama alta AFF A900 serían compatibles con PCIe 4.0 en diciembre de 2021.
Pure Storage reforzó la gama alta de su familia FlashArray con la serie //XL, que basó su actualización en CPU PCIe gen 4 e Intel Ice Lake.
Hitachi parece admitir Ice Lake en algunos servidores DS, pero no hace un juego muy público de PCIe gen 4.
Gen 5: Mayormente teasers por ahora
Las unidades Gen 5 están disponibles en Samsung, con su PM1743, que se anunció en diciembre de 2021, con una velocidad de lectura de 1,3 GBps y 2,5 millones de IOPS aleatorias. Eso es casi el doble de las cifras de rendimiento de las unidades PCIe 4.0 de Samsung. Vendrá en capacidades de 1,92 TB a 15,36 TB con producción en masa este año y estará en factores de forma de 2,5” M.2 o EDSFF.
El fabricante taiwanés de chips sin fábrica Adata también se burló de las unidades PCIe 5.0, con capacidades de hasta 8 TB.
Sin embargo, es probable que el amplio soporte del ecosistema sea un problema durante algún tiempo, ya que el soporte de CPU para PCIe 5.0 de Intel, por ejemplo, actualmente está restringido a las ranuras PCIE y no a M.2.
PCIe gen 6 llegó a su borrador de especificación final a fines de 2021. Es probable que los productos estén disponibles alrededor de 2025 o 2026.