Evoluzione degli standard PCIe PCIe 3.0 rimane la scelta principale nel mercato consumer, mentre 5.0 guadagna slancioEvoluzione degli standard PCIe PCIe 3.0 rimane la scelta principale nel mercato consumer, mentre 5.0 guadagna slancio

Standard SSD PCIe

Introduzione:

Le prestazioni principali del bus PCIe risiedono nella velocità di trasferimento e nella larghezza di banda. Per soddisfare le crescenti richieste di larghezza di banda I/O, lo standard del bus PCIe ha subito cinque generazioni di aggiornamenti. Tenendo il passo con i progressi nella tecnologia di trasferimento dei dati, PCIe si è evoluto a un ritmo di circa una generazione ogni tre anni. In questo articolo, esploreremo la progressione storica dello standard PCIe e discuteremo il predominio di PCIe 3.0 nel mercato consumer, nonché l'adozione accelerata di PCIe 5.0.

Evoluzione degli standard PCIe:

1. PCIe 1.0: introdotto nel 2003 da PCI-SIG, PCIe 1.0 funzionava a una frequenza di canale di 2,5 GHz, fornendo una velocità di trasferimento dati di 250 MB/s.

2. PCIe 2.0: rilasciato nel gennaio 2007, PCIe 2.0 ha raddoppiato la frequenza del canale a 5 GHz rispetto al suo predecessore, ottenendo una capacità di trasferimento raddoppiata di 500 MB/s.

3. PCIe 3.0: la specifica per PCIe 3.0 è stata rilasciata nel 2010. Tuttavia, a causa dei limiti tecnologici dell'epoca, il miglioramento dell'efficienza della terza generazione è stato solo del 60% circa.

4. PCIe 4.0: dopo un intervallo di sette anni dalla terza generazione, è stata lanciata ufficialmente la specifica PCIe 4.0, che vanta una velocità di trasferimento dati di 2 GB/s.

5. PCIe 5.0: a causa del rilascio ritardato della specifica di quarta generazione, PCIe 5.0 è stato introdotto solo due anni dopo. Nel gennaio 2022 è stata ufficialmente svelata anche la specifica di sesta generazione.

La concorrenza di più generazioni PCIe:

PCIe 3.0 detiene attualmente la quota di mercato maggioritaria come scelta dominante, con gli SSD PCIe 3.0 che si stima rappresenteranno l'81% del mercato nel 2021, secondo Forward Insights. A breve termine, la maggior parte degli utenti nel mercato consumer non richiede frequenti operazioni di lettura/scrittura di file di grandi dimensioni. Pertanto, il PCIe 3.0 economico e maturo continuerà a dominare i PC e le periferiche per uso generico. Tuttavia Forward Insights prevede che PCIe 4.0 rappresenterà il 19% di tutti gli SSD PCIe nei data center nel 2021 e aumenterà al 77% entro il 2025. Nello stesso periodo, la quota di mercato degli SSD PCIe 3.0 dovrebbe scendere all'11% nel 2025. PCIe 5.0 è appena entrato nel settore dei data center, concentrandosi sul mercato dei server aziendali per soddisfare i requisiti di throughput elevato dei dispositivi ad alte prestazioni, in particolare nel cloud computing e nell'edge computing. Gli esperti del settore prevedono che PCIe 5.0 conquisterà il 70-80% della quota di mercato entro il 2023.

PCIe 3.0: la scelta principale nel mercato consumer

PCIe 3.0, lanciato nel 2010, ha avuto il ciclo di vita più lungo dell'intera serie, coprendo sette anni. Dalla sua introduzione, PCIe 3.0 ha gradualmente guadagnato popolarità su PC e server ed è diventato il protocollo di interfaccia più maturo sul mercato. Sebbene standard di bus più elevati portino a miglioramenti delle prestazioni, implicano un aumento dei costi, problemi di compatibilità e la necessità di hardware aggiornato. Di conseguenza, PCIe 3.0 rimane la scelta principale per la maggior parte dei consumatori grazie alle sue prestazioni soddisfacenti per le esigenze informatiche generali.

PCIe 4.0: transizione dai data center al mercato consumer

PCIe 4.0, rilasciato nel 2017, ha inizialmente trovato il suo posto nei data center e negli ambienti aziendali grazie alle sue migliori capacità di velocità e larghezza di banda. Tuttavia, con la crescente adozione del supporto PCIe 4.0 da parte dei principali produttori di hardware come Intel e AMD, ha iniziato a farsi strada nel mercato consumer. PCIe 4.0 offre il doppio della larghezza di banda del suo predecessore, consentendo velocità di trasferimento dati più elevate e prestazioni migliorate per applicazioni di fascia alta come giochi, creazione di contenuti e attività ad alta intensità di dati. Man mano che saranno disponibili più componenti compatibili con PCIe 4.0, i consumatori avranno più opzioni per sfruttare le sue capacità e sfruttare la sua maggiore velocità.

PCIe 5.0: soddisfare le esigenze del calcolo ad alte prestazioni

Rilasciato nel 2019, PCIe 5.0 rappresenta l'ultimo progresso nello standard PCIe. Con una velocità di trasferimento dati di 4 GB/s, PCIe 5.0 fornisce il doppio della larghezza di banda di PCIe 4.0. L'obiettivo principale di PCIe 5.0 è soddisfare le esigenze del calcolo ad alte prestazioni, in particolare nei data center, nel cloud computing e negli ambienti di edge computing. La sua maggiore produttività supporta la crescente necessità di un'elaborazione dei dati più rapida, consentendo una comunicazione più efficiente e più rapida tra i componenti. Sebbene PCIe 5.0 non sia ancora ampiamente adottato nel mercato consumer, si prevede che acquisirà slancio nei prossimi anni man mano che sempre più produttori di hardware incorporeranno il supporto PCIe 5.0 nei loro prodotti.

PCIe 6.0: progressi per raggiungere le sue capacità di trasferimento dati ad alta velocità.

Un cambiamento significativo è il passaggio dalla segnalazione di non ritorno a zero (NRZ) utilizzata nelle precedenti versioni PCIe alla codifica Pulse Amplitude Modulation con 4 livelli (PAM-4). La codifica PAM-4 consente velocità dati più elevate trasmettendo quattro diversi livelli di tensione per simbolo, raddoppiando di fatto la capacità dati per unità di tempo rispetto a NRZ.

Inoltre, PCIe 6.0 incorpora Forward Error Correction (FEC) per migliorare l'integrità del segnale e ridurre gli errori durante la trasmissione. FEC aggiunge informazioni ridondanti al flusso di dati, consentendo al ricevitore di rilevare e correggere errori di trasmissione, portando a trasferimenti di dati più affidabili.

L'adozione di PCIe 6.0 dovrebbe essere graduale, principalmente a partire da data center, ambienti di cloud computing e altre applicazioni di elaborazione ad alte prestazioni. Man mano che la tecnologia matura e diventa più conveniente, alla fine passerà ai dispositivi di livello consumer, fornendo un trasferimento dei dati ancora più rapido ed efficiente per attività impegnative.

La tendenza generale del mercato è che il prodotto consumer di KingSpec, XG7000 Pro, sta vendendo eccezionalmente bene, mentre Yansen Industrial SSD segue da vicino i progressi tecnologici. Nel quarto trimestre del 2022, Yansen ha introdotto una soluzione PCIe 4.0 e si prevede che svilupperà una soluzione PCIe 5.0 di livello industriale nel secondo trimestre del 2023 per soddisfare le richieste del mercato. Allo stesso tempo, nei piani a lungo termine dell'azienda è incluso anche lo sviluppo di una soluzione PCIe 6.0.