消費類PCIe5.0 SSD何時才能迎來普及?

來源——閃存市場

PCIe5.0相信是大家都已經耳熟能詳的名詞。PCI總線誕生於1992年,歷經技術迭代後於2003年正式升級爲PCIe標準,並在2019年推出第五代協議PCIe 5.0。然而看似迅猛的技術演進背後,PCIe 5.0 SSD面向消費類的市場化進程卻顯露出明顯斷層——首款消費級產品遲至2022年才面世,且截至2024年仍未突破5%的市場滲透率。相比之下,據CFM閃存市場數據統計,PCIe 4.0在2023年已佔據消費級SSD市場55%的出貨量,2025年將攀升至71%,持續鞏固主流地位。

爲何在消費類市場,PCIe 5.0的普及進程遠滯後於技術迭代週期?表面看是協議與產品落地的時間差,實則暗含多重因素:從NAND Flash、主控以及平臺等硬件生態的協同瓶頸,到散熱設計引發的用戶體驗爭議,再到成本與性能增益的失衡等,共同構築了大衆消費類市場接納的高門檻。爲全面解析這一現象,CFM閃存市場對市場上銷售的部分消費類PCIe 5.0 SSD產品進行全維度性能追蹤,試圖揭示下一代存儲標準的破局路徑。

1、NAND性能升級:釋放PCIe 5.0的完整潛力

相較於PCIe 4.0,PCIe 5.0在接口帶寬與傳輸速率上實現了翻倍式跨越——單通道速率從16GT/s提升至32GT/s,x4通道總帶寬由7+GB/s躍升至14+GB/s。理論上,PCIe 5.0 SSD的順序讀寫性能應呈現壓倒性優勢。

然而,SSD控制器通常爲4通道或8通道設計,SSD若要達到PCIe 5.0 x4接口的極限性能(16 GB/s),NAND Flash顆粒的I/O速率需提升至2400 MT/s。通過多通道設計,NAND總帶寬纔可覆蓋接口需求,避免成爲瓶頸。各大原廠已經通過200+層堆疊工藝逐漸達到甚至超越這一目標。

從市場在售及即將發售的SSD產品來看,目前主流應用的NAND Flash均爲200層以上的3D TLC,包括三星V8 NAND,鎧俠BiCS8,SK海力士238L NAND,美光232層和296層NAND以及還有長江存儲最新一代的Xtacking4.0 TLC,其I/O速率均已達到2400MT/s或3600MT/s。與此同時,SSD主控芯片也已經從12nm向5nm/6nm/7nm先進製程遷移,顯著提升處理效率,也確保接口速率與NAND性能協同提升,使得PCIe5.0性能得到最大程度的釋放。

2、主控與散熱優化:從“高燒不退”到穩定運行

PCIe 5.0 SSD上市之初發熱嚴重,導致性能衰減甚至硬件損傷。隨着5nm/6nm/7nm先進製程主控方案的出現,令SSD功耗得到優化,有效減緩發熱問題。比如SM2508使用6nm製程,功耗較前代降低了30%,使得SSD整盤功耗控制在7W以內。

同時在SSD的散熱設計上也有了新的變化,從初期依賴巨型散熱器甚至風冷/水冷等極端方案,轉向可拆卸複合散熱馬甲、高密度導熱材料等,兼顧散熱效率與設備兼容性。上述列表中顯示的PCIe5.0 SSD大部分都配有可拆卸散熱器,甚至有一些DRAM-less的方案令功耗進一步降低,僅需導熱片貼附即可,比如說鎧俠的VD10系列等。

3、價格成爲最核心的困擾

當前PCIe 5.0 SSD在消費類市場上普及的核心阻力在於性價比失衡。

從PCIe4.0到PCIe5.0,順序讀寫性能翻倍對大文件傳輸意義顯著,但4K隨機讀寫性能僅提升約30%,實際應用中游戲加載、系統響應等場景改善幅度不足1秒,用戶體驗感知有限。而大多數日常應用,能加快軟件打開速度,拷貝上百張圖片、開機或者加載遊戲時,隨機讀寫發揮着至關重要的作用。

速度的提升並未帶來體驗上質的改變,但同容量PCIe 5.0 SSD價格較PCIe 4.0產品高出30-70%不等,而主流用戶需求仍集中於隨機讀寫密集型的碎片化日常應用場景。對於價格敏感的大衆消費者來說,立刻更新固態硬盤並不是一個好的決定,也許等等價格會更優惠。只有對於需要頻繁加載大型模型(如開發者的本地AI訓練)或處理4K/8K視頻的專業用戶來說,PCIe 5.0 SSD才更爲適用。

儘管當前消費級PCIe 5.0 SSD尚未形成規模滲透,但已經看到通過DRAM-less主控方案與高I/O速率NAND的協同,實現PCIe5.0 SSD在性能和成本上的優化。例如搭載DRAM-less主控方案PS5031-E31T的鎧俠VD10系列以及英睿達P510系列SSD,前者價格已經較同類DRAM-base產品顯示出一定的優勢。與此同時,目前主流PCIe5.0 SSD產品仍採用3D TLC,但未來QLC應用的增加也許會帶來更具性價比的產品。此外,隨着更多PCIe5.0主控方案的出現,以及更多硬件平臺生態的完善,消費級市場將迎來兼具高性能、低功耗與合理定價的新一代解決方案,最終叩開普及之門。

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