PCIe 5.0全稱為Peripheral Component Interconnect Express 5.0，指第5代快速周邊組件互連。2019年初，PCI-SIG組織對外發布PCIe 5.0 0.9版規，同年5月正式宣布完成PCIe 5.0規範，傳輸速率達到32GT/s，帶寬可達128GB/s，並具有向下兼容性。
隨著人工智慧、數據中心等領域對運算能力需求的迅速提升，兩倍速度於PCIe 4.0的PCIe 5.0越來越受到關注，產業鏈上下游企業紛紛提前布局，PCIe 5.0來得似乎比想像中要早。
英特爾扛起PCIe 5.0大旗
作為電腦及伺服器CPU領域的龍頭廠商，英特爾已扛起了PCIe 5.0大旗，其多款晶片新品中出現了PCIe 5.0的身影。
今年8月，在2021年英特爾架構日上，英特爾公開了其下一代客戶端架構酷睿處理器Alder Lake的詳細信息。Alder Lake是英特爾的首款性能混合架構，將採用Intel 7nm製程工藝，支持DDR5和PCIe 5.0。
「Alder Lake正在引領向PCIe 5.0的轉換，帶寬最高可達PCIe 4.0的2倍。它最多支持16條通道並達到64GB/s，為下一代SSD和獨立顯卡提前布局。」英特爾Alder Lake首席架構師Arik Gihon在會上如此說道。
與此同時，英特爾介紹了其面向數據中心的下一代處理器Sapphire Rapids。英特爾表示，該處理器旨在通過先進的內存和下一代I/O，包括PCIe 5.0、CXL 1.1、DDR5和HBM技術，來推動行業技術轉型。
英特爾還公布了其基於Xe HPC微架構的數據中心GPU架構Ponte Vecchio SoC。據介紹，Ponte Vecchio由多個複雜的設計組成，這些設計以單元形式呈現。其中基礎單元是Ponte Vecchio是連接組織，是所有複雜的I/O和高帶寬組件與SoC基礎設施——PCIe 5.0、HBM2e 內存、連接不同單元MDFI鏈路和EMIB橋接。
據英特爾披露，基於Alder Lake的產品將在今年開始出貨；Sapphire Rapids則預計最早將在2021年末發布，2022年上市；Ponte Vecchio已走下生產線進行上電驗證，並已開始向客戶提供限量樣品，預計將於2022年面向HPC和AI市場發布。
SSD將開啟PCIe 5.0時代？
英特爾支持PCIe 5.0的產品將至，那SSD的PCIe 5.0時代來了嗎？
原廠方面，據媒體7月初報導，三星電子預告了其首款PCIe 5.0 SSD，型號為「PM1743」，是一款面向數據中心的企業級產品，支持PCIe 5.0 x4（單埠）或者PCIe5.0 2x2（雙埠），總帶寬16GB/s。報導稱，這款SSD預計將於2022年第二季度推出。
9月，鎧俠在一次活動中表示即將推出支持PCIe 5.0及EDSEF E3.S接口的企業級SSD CD7系列，將於今年第四季度推向市場。此外，鎧俠還預告了CM6的下一代產品，此產品同樣支持PCIe 5.0，並提供E3.S和2.5英寸兩種接口產品，容量為1.6TB~30TB，預計明年夏季量產。
控制器廠商方面，群聯8月推出全新高速傳輸接口IC產品線PCIe 5.0 Redriver PS7101，已得到多家主板和伺服器開發廠商的認同並開始進行設計導入。
9月29日，群聯宣布推出次世代旗艦PCIe 5.0 SSD控制晶片客制化方案PS5026-E26。搭載12nm製程的PCIe 5.0 SSD控制晶片E26，採用群聯的自主研發IP技術和CoXProcessor 2.0架構，支持PCIe Dual Port、SR-IOV與ZNS等功能。
群聯表示，PS5026-E26目前已完成設計Taped-Out，並預計於2022下半年開始量產，初期將推出M.2、U.3、E1.S、以及E3.S等尺寸規格，以滿足電競以及伺服器等市場需求。不過群聯尚未公布PCIe 5.0主控晶片的具體性能。
而在這之前，美滿（Marvell）於5月底發布其首款PCIe 5.0 NVMe SSD控制器Bravera SC5系列。Bravera SC5系列SSD控制器是Marvell Bravera品牌下的第一款產品，包括8通道的MV-SS1331和16通道的MV-SS1333。
此外，近期大陸存儲控制晶片廠商江蘇華存電子表示，其PCIe 5.0 SSD控制晶片HC9001已完成研發進入流片階段。據介紹，HC9001採用12nm製程工藝，PCIe 5.0 4-lane，可高達13.6GB/s與12.8GB/s讀寫速度，鎖定雲計算、大數據、企業伺服器、人工智慧等領域。
據媒體報導，慧榮今年2月在財報活動中透露，其第一批PCIe 5.0主控預計於2022年下半年出樣，先用於企業級產品，預計從2023年之後開始大規模的應用。
除了原廠以及主控廠商外，IP廠商、設備廠商等亦已相繼推出了PCIe 5.0相關產品。
今年2月，新思科技交付業界首個符合PCIe5.0和CXL2.0規範的完整性和數據加密安全IP核模塊；5月，Cadence宣布面向TSMC N5工藝技術推出支持PCIe 5.0規範的IP產品，該IP將於今年下半年可應用於TSMC N3工藝技術，而基於TSMC N3工藝技術的下一個版本將於2022年初流片；瀾起科技此前亦表示上半年PCIe 5.0高速接口物理層關鍵IP研發取得重要進展，為順利完成PCIe 5.0 Retimer晶片的研發奠定基礎。
7月，韓國半導體後端製程設備廠商Neosem表示，公司已完成PCIe 5.0 SSD測試設備的開發，計劃於2022年一季度向其客戶三星電子、英特爾和美光供貨。Neosem預計，相關PCIe 5.0 SSD產品會在2022年上半年陸續亮相，並於2022年下半年正式推出。
產業鏈上下游企業磨刀霍霍向PCIe 5.0，SSD似乎即將開啟PCIe 5.0時代。
PCIe 4.0還能再戰一程
那麼SSD的PCIe 5.0時代是否真的即將到來？PCIe 4.0又是否即將翻篇？
根據筆者近期與供應鏈相關企業交流了解到的信息，雖然業內均比較看好PCle 5.0，但是目前普遍認為SSD的PCIe 5.0時代不會這麼快到來。
一位不具名的業內人士認為，SSD的PCIe 5.0時代或許到2023年下半年至2024年才會到來。他指出，伺服器領域已經可看到PCIe 5.0的商用價值，但是消費端仍以價格為導向，而事實上，今年消費端還處於PCIe 3.0向PCIe 4.0的過渡階段，明年才會真正迎來PCIe 4.0時代，而PCIe 5.0預計會比PCIe 4.0晚一年到一年半。
TrendForce集邦諮詢預估，2024年消費端才會有PCIe 5.0產品出貨。
目前頭部廠商仍在推出PCIe 4.0 SSD產品，如鎧俠才於9月推出了其PCIe 4.0 FL6系列NVMe SSD。對於PCIe 4.0與PCIe 5.0，鎧俠在活動中表示，PCIe 4.0並不是一個過渡性技術，預計到2022年PCIe 5.0才會逐漸被市場接受，還需要5到6個月時間在伺服器廠商做測試認證。在這之前，PCIe 4.0仍是最成熟、性能最高的。
此外，也有市場人士指出，儘管最初的PCIe 5.0產品可能會在2022年和2023年出現，但它們可能要到2025年或2026年才能進入大眾市場。這其中一個很大的問題就是成本問題。
可見，儘管SSD的換代序幕或已拉開，但PCIe 4.0還能再戰一程。但隨著英特爾、三星、鎧俠等頭部廠商的推動，或也將加快PCIe 5.0的發展步伐。
TrendForce集邦諮詢在前不久發布的2022年十大科技產業脈動中指出，2022年PCIe Gen4滲透率在PC消費級市場將出現大幅成長；而在伺服器市場隨著Intel Eagle Stream的量產，enterprise SSD將進一步升級支援PCIe Gen 5傳輸，較前一代Gen4傳輸速率增倍至32GT/s。
此外，TrendForce集邦諮詢預估，如果產品如期在明年下半年放量，PCIe 5.0出貨比例可能達全年5%。
文稿來源：全球半導體觀察
封面圖源：拍信網