PCIe5.0相信是大家都已經(jīng)耳熟能詳?shù)拿~。PCI總線誕生于1992年，歷經(jīng)技術(shù)迭代后于2003年正式升級為PCIe標(biāo)準(zhǔn)，并在2019年推出第五代協(xié)議PCIe 5.0。然而看似迅猛的技術(shù)演進(jìn)背后，PCIe 5.0 SSD面向消費(fèi)類的市場化進(jìn)程卻顯露出明顯斷層——首款消費(fèi)級產(chǎn)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(jù)CFM閃存市場數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，PCIe 4.0在2023年已占據(jù)消費(fèi)級SSD市場55%的出貨量，2025年將攀升至71%，持續(xù)鞏固主流地位。
為何在消費(fèi)類市場，PCIe 5.0的普及進(jìn)程遠(yuǎn)滯后于技術(shù)迭代周期？表面看是協(xié)議與產(chǎn)品落地的時間差，實(shí)則暗含多重因素：從NAND Flash、主控以及平臺等硬件生態(tài)的協(xié)同瓶頸，到散熱設(shè)計(jì)引發(fā)的用戶體驗(yàn)爭議，再到成本與性能增益的失衡等，共同構(gòu)筑了大眾消費(fèi)類市場接納的高門檻。為全面解析這一現(xiàn)象，CFM閃存市場對市場上銷售的部分消費(fèi)類PCIe 5.0 SSD產(chǎn)品進(jìn)行全維度性能追蹤，試圖揭示下一代存儲標(biāo)準(zhǔn)的破局路徑。
1、NAND性能升級：釋放PCIe 5.0的完整潛力
相較于PCIe 4.0，PCIe 5.0在接口帶寬與傳輸速率上實(shí)現(xiàn)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(yīng)呈現(xiàn)壓倒性優(yōu)勢。
然而，SSD控制器通常為4通道或8通道設(shè)計(jì)，SSD若要達(dá)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(shè)計(jì)，NAND總帶寬才可覆蓋接口需求，避免成為瓶頸。各大原廠已經(jīng)通過200+層堆疊工藝逐漸達(dá)到甚至超越這一目標(biāo)。
從市場在售及即將發(fā)售的SSD產(chǎn)品來看，目前主流應(yīng)用的NAND Flash均為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(dá)到2400MT/s或3600MT/s。與此同時，SSD主控芯片也已經(jīng)從12nm向5nm/6nm/7nm先進(jìn)制程遷移，顯著提升處理效率，也確保接口速率與NAND性能協(xié)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(yōu)化：從“高燒不退”到穩(wěn)定運(yùn)行
PCIe 5.0 SSD上市之初發(fā)熱嚴(yán)重，導(dǎo)致性能衰減甚至硬件損傷。隨著5nm/6nm/7nm先進(jìn)制程主控方案的出現(xiàn)，令SSD功耗得到優(yōu)化，有效減緩發(fā)熱問題。比如SM2508使用6nm制程，功耗較前代降低了30%，使得SSD整盤功耗控制在7W以內(nèi)。
同時在SSD的散熱設(shè)計(jì)上也有了新的變化，從初期依賴巨型散熱器甚至風(fēng)冷/水冷等極端方案，轉(zhuǎn)向可拆卸復(fù)合散熱馬甲、高密度導(dǎo)熱材料等，兼顧散熱效率與設(shè)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(jìn)一步降低，僅需導(dǎo)熱片貼附即可，比如說鎧俠的VD10系列等。
3、價格成為最核心的困擾
當(dāng)前PCIe 5.0 SSD在消費(fèi)類市場上普及的核心阻力在于性價比失衡。
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(jī)讀寫性能僅提升約30%，實(shí)際應(yīng)用中游戲加載、系統(tǒng)響應(yīng)等場景改善幅度不足1秒，用戶體驗(yàn)感知有限。而大多數(shù)日常應(yīng)用，能加快軟件打開速度，拷貝上百張圖片、開機(jī)或者加載游戲時，隨機(jī)讀寫發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
速度的提升并未帶來體驗(yàn)上質(zhì)的改變，但同容量PCIe 5.0 SSD價格較PCIe 4.0產(chǎn)品高出30-70%不等，而主流用戶需求仍集中于隨機(jī)讀寫密集型的碎片化日常應(yīng)用場景。對于價格敏感的大眾消費(fèi)者來說，立刻更新固態(tài)硬盤并不是一個好的決定，也許等等價格會更優(yōu)惠。只有對于需要頻繁加載大型模型（如開發(fā)者的本地AI訓(xùn)練）或處理4K/8K視頻的專業(yè)用戶來說，PCIe 5.0 SSD才更為適用。
盡管當(dāng)前消費(fèi)級PCIe 5.0 SSD尚未形成規(guī)模滲透，但已經(jīng)看到通過DRAM-less主控方案與高I/O速率NAND的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)PCIe5.0 SSD在性能和成本上的優(yōu)化。例如搭載DRAM-less主控方案PS5031-E31T的鎧俠VD10系列以及英睿達(dá)P510系列SSD，前者價格已經(jīng)較同類DRAM-base產(chǎn)品顯示出一定的優(yōu)勢。與此同時，目前主流PCIe5.0 SSD產(chǎn)品仍采用3D TLC，但未來QLC應(yīng)用的增加也許會帶來更具性價比的產(chǎn)品。此外，隨著更多PCIe5.0主控方案的出現(xiàn)，以及更多硬件平臺生態(tài)的完善，消費(fèi)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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