SSD(固态硬盘)已经成为企业、数据中心和云设备必不可少的组成部分。而整个行业又把PCIe作为SSD模块、子系统和系统的主要接口。
PCIe技术
PCIe 内联技术在高科技产品市场已被广泛熟知和了解,而且它的购买渠道众多,使用也已很普及。而对于那些还不太熟悉PCIe的人们而言,他们知道的PCIe就是 10年前发明的一项用于芯片和芯片间互联的技术,取代了被称为PCI的平行主总线,还知道PCIe的各种衍生品和后续产品以及它们增加了主总线宽度和频 率。
PCIe 是一个系列的、有差别的、基于数据包的无损协议,它在物理,链接和处理层有很多特性,因此能激活端对端连接,并实现连接故障复原。协议的具体内容是在 PCIe 机电协议的基础上补充完成的,能提供标准的连接器和信号质量。 PCIe协议可与以前的PCI系统软件和应用程序完全兼容。
它的第一代产品被称为Gen1,是一个传输速度为2.5 GT/s的串行双向接口,后来速度提高到了5.0GT/s(Gen2),最后到了8GT/s(Gen3)。
PCI-SIG论坛已经在讨论让Gen4的速度达到16GT/s。PCIe的魅力之处在于设计者可将2个、4个、8个或16个PCIe 线路集成到一个数据端口。还有一点对于设计者来说也同等重要,就是PCIe 所有的Gen2 和 Gen3端口在速度上都能和之前的产品兼容。
PCIe Gen3芯片和Gen3电路板现在都可以买到了,而PCIe Gen3的最终产品有望于2012年上半年面世。如果按照过去产品更新换代的速度来推算,Gen4产品将很可能在2015年面世。
保障产品性能、可靠性、可服务性的几大特点
PCIe 交换机的规格有多种——从3个到96个线路,以及从3个至24个端口,而且其中每个端口都可以实现1×,2×,4×和8×线宽,有些卖家甚至推出了16× 线宽。其中一些交换机的带宽有非常强的可塑性。一个Gen3单线宽端口的速度是1GB/s,而一个16线端口每个方向的容量都达到了16GB。
为了丰富产品以满足市场的不同需求,PCIe 交换器生产商们对产品进行了不断的创新,使产品使用更简便、性能更高、具备失效备援、故障识别、故障隔离以及现场升级功能。芯片的众多特性,比如用于数据 传输的直接内存存取(DMA)功能,失效备援时的非透明桥接功能,点对点通讯功能,用于现场升级的热插拔功能,为了保持数据完整性的错误检查/恢复功能, 以及为保证传输稳定在分配内部缓冲区时的灵活性,使PCIe 交换器具备了实现上述优化和功能的可能性。
企业SSD系统设计的挑战
由于SSD是高性能企业和数据中心应用程序选用的专门存储媒介,所以现在PCIe在SSDs中发挥的作用变得更加重要。然而,低价位的非易失性存储器(NVMs) 耐久性有限,而且因为生产技术也在不断更新,因此制造了巨大的挑战。
其中包括:耐久性,可靠性,数据完整性,可扩展性以及带宽,性能和解决方案的成本。系统设计者们已经为每个目标应用程序找到了平衡成本/性能的方法。