随着计算机和新型的电子设备对云计算的需求，传统的SATA接口可能正在被PCIe接口取代，成为新的主流。据悉，PCIe是一种高速串行计算机扩展总线标准，由英特尔在2001年提出的，旨在替代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。PCIe的主要优势就是数据传输速率高，而且还有相当大的发展潜力。

2011年11月29日，PCI-SIG宣布PCI Express 4.0提供16Gb / s比特率，使PCI Express 3.0提供的带宽增加一倍，同时保持软件支持和二手机械接口的向后兼容性。铠侠SSD业务部门高级副总裁兼总经理Jeremy Werner概述了PCIe 4.0接口对于闪存重要的原因，它表示SSD、GPU和NIC交付I/O的速度是Gen3的两倍，特别有利于数据密集型计算和新兴应用。

PCIe 4.0接口的优势

性能提高两倍

最新的PCIe 4.0修订版可以每条通道大约2 GB / s的速度移动数据（而PCIe Gen3则为每条1 GB / s），性能提高一倍，并提供接近8 GB / s的4通道带宽。每条通道具有两倍的性能可以解决苛刻的工作负载，例如机器学习，NoSQL数据库以及容器化或虚拟化云计算。它还可以减少通道拥塞，从而简化系统，并降低成本和功耗。

SSD类的选择

PCIe 4.0 SSD由非易失性存储器Express（NVMe）规范驱动，可实现涵盖企业，数据中心和客户端设备的性能层。企业和数据中心NVMe SSD驻留在服务器和存储系统中，企业级SSD设计为在不停机的情况下每周24小时/每天7天连续运行5年，提供最高的质量和可靠性，并提供所有SSD类中最高的性能。数据中心NVMe SSD是替代SATA SSD的绝佳选择，专为横向扩展和超大规模环境而设计，在这些环境中，读取性能，QoS和电源效率是关键指标。客户端NVMe SSD通常较小，容量较低，专为从笔记本电脑到VR头戴设备的消费类设备而设计，可提供快速传输速率。

由独立的标准开发协会推动

PCIe 4.0规范是由PCI-SIG标准组开发的。基于PCIe 4.0接口的SSD遵循一组由NVM Express，Inc.开发的称为NVMe协议的指令和命令，作为单独的开发工作，每一项都独立发展，从而实现了专注和创新的功能，这些功能将推动PCIe NVMe SSD向前发展。PCIe规范侧重于物理接口和驱动带宽的改进，而NVMe标准侧重于命令集和管理。

兼容性强，支持U.3三模式基础结构

一些公司正在推出具有新兴SFF-TA-1001兼容接口（也称为U.3）的PCIe 4.0 NVMe SSD，以与将SAS，SATA和PCIe接口组合到一个由SFF管理的背板中的三模背板基础设施连接。符合TA-1005通用底板管理（UBM）的系统。SAS / SATA SSD和HDD以及PCIe 4.0 NVMe SSD可以在支持UBM的底板中混合和匹配，并且通常支持2.5英寸U.3兼容驱动器。在一个通用的三模背板配置中添加，替换或交换SSD的能力增加了客户灵活性，并简化了存储部署，同时提供了SATA，SAS和PCIe / NVMe存储介质之间的迁移路径，同时保护了最初的存储投资。

催化剂分解NVMe-的 d eployments

独立地分解和合并计算，存储和网络资源并为每个应用程序工作负载提供适当数量的资源的能力迅速成为私有和公共云数据中心的事实上的标准做法。这就需要从直接连接的存储体系结构转移到分解的共享存储模型，在该模型中，基于结构的NVMe（NVMe-oF）也迅速成为云体系结构的首选网络协议。NVMe-oF共享存储非常方便，高效，并提供客户习惯的性能。PCIe 4.0 SSD可以以低延迟进行池化和访问，以实现主机共享，从而进一步实现了云架构中的分解。

支持无DRAM客户端应用程序

一些基于客户端的NVMe SSD现在利用新的主机内存缓冲区（HMB）功能来保持高性能，而无需使用集成的DRAM。相反，HMB使用一部分主机内存来管理SSD闪存，并提供与具有板载DRAM的SSD相似的性能。这种经济高效的无DRAM设计以非常瘦的客户端形式实现了成本和功耗的节省。利用HMB功能的PCIe 4.0 NVMe SSD现在可以更快地访问主机DRAM，并且可以使用更少的PCIe通道来为笔记本电脑，平板电脑和其他移动设备提供所需的性能。与以前的客户端NVMe SSD代相比，最终结果是改善了移动用户体验并延长了电池寿命，并降低了成本。

PCIe 4.0 SSD的未来前景

据相关数据统计，与SATA和SAS SSD相比，企业和数据中心NVMe SSD预计将代表全球数据中心的多数使用。预计到2021年末，合并的细分市场将从42.8％增长到75％，到2023年底增长91％，而PCIe 4.0 SSD将会领先。

客户端NVMe SSD在2019年占53％的大多数使用率仍在增长，而使用SATA SSD的萎缩了47％，很多公司将在下一个数据中心扩建中部署PCIe 4.0 NVMe SSD。与任何其他SSD接口相比，这些SS还具有更多的容量、功率、安全性和外形选项，使它们成为轻松选择的理想选择，可以完美地满足当前和未来的各种存储需求。

铠侠SSD业务部门高级副总裁兼总经理Jeremy Werner认为，DIY游戏玩家台式机细分市场中的客户端SSD已开始采用PCIe 4.0，下一代企业级和数据中心服务器将配备领先厂商的PCIe 4.0网络接口卡，主机总线适配器和SSD，将在2020年末和2021年大规模采用该产品，然后是工作站，下一代高性能游戏系统和控制台，最后是存储系统及笔记本和台式电脑。

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