這兩年來,隨著越來越多的處理器平臺支援PCIe 4.0,使得晚近推出的個人電腦與伺服器產品陸續具備完整這項規格的能力。

以資料中心的伺服器平臺而言,在2019年,AMD第二代EPYC處理器7002系列登場,開出x86領域支援PCIe 4.0第一槍;到了2021年,該公司推出的第三代EPYC處理器7003系列繼續強打這個規格,而英特爾在這年發表的第三代Xeon Scalable系列處理器,也終於支援PCIe 4.0。

在這段期間,陸續有多種新款運算加速卡與網路卡,也開始支援PCIe 4.0。例如,因機器學習廣泛應用而走紅的GPU最受矚目,兩大主要廠商已在新上市產品支援PCIe 4.0,像是:Nvidia在2020年上半發表的A100 GPU,以及後續推出的多款Ampere架構GPU;AMD在2020年11月推新款資料中心GPU加速卡Instinct MI100,2021年6月發表的專業繪圖加速卡Radeon PRO W6000,以及11月登場的Instinct MI200系列,都是採用PCIe 4.0。

而在FPGA加速卡的部分,也能從多款新產品的問世看到這股趨勢。例如,在2018年11月,賽靈思推出第一款支援PCIe 4.0的產品Alveo U280,隔年8月,亦即AMD發布第2代EPYC系列伺服器級處理器的前一天,他們推出Alveo U50,2021年先後發表Alveo SN1022、Alveo U55C;英特爾則是在2020年10月推出支援PCIe 4.0的產品,例如,Silicom公司的FPGA SmartNIC N5010(基於英特爾FPGA晶片Stratix 10 DX),在2021年9月,Silicom又發表C5010X FPGA IPU NIC(基於英特爾FPGA晶片Stratix 10 DX 1100),11月推出FPGA SmartNIC N6010系列(基於英特爾FPGA晶片Agilex,以及網路控制器晶片e810CAM2)。

關於網路卡與資料處理器(DPU)對於PCIe 4.0的支援,英特爾與Nvidia也都在這兩年發表的產品引進這樣的規格。例如,在2019年4月,英特爾宣布將推出提供100GbE網路介面的Ethernet 800系列,2020年6月,我們看到他們揭露更多技術規格,當中提到此產品將同時支援PCIe 3.0與4.0,後續發布的資訊也證實支援。

Nvidia旗下的網路卡產品則是得自於2020年併購Mellanox,該公司早在2016年6月推出的ConnectX-5與BlueField,就開始支援PCIe 4.0,在2019年8月發表的ConnectX-6 Dx,以及BlueField-2,也支援PCIe 4.0,到了2021年11月舉行的GTC秋季大會期間,Nvidia推出ConnectX-7與BlueField-3,也採用2019年定案的PCIe 5.0。

另一家我們近期也開始關注的相關廠商Marvell,他們在2020年3月發表的資料處理器Octeon TX2,當中的CN92XX、CN96XX、CN98XX,均支援PCIe 4.0;2021年6月推出的另一款資料處理器Octeon 10,當中的CN103XX、CN106XX、CN106XXS、DPU400率先採用了PCIe 5.0。

就儲存裝置而言,有更多廠牌的產品支援PCIe 4.0,大部分都是固態硬碟。以三星(Samsung)而言,早在2018年6月就有這類產品NF1,2019年下半推出PM1733與PM1735,2020年5月發表PM9A3,到了2021年12月,發表支援PCIe 5.0的固態硬碟PM1743。

Kioxia(前身為東芝記憶體)在2020年2月推出CM6系列與CD6系列,2021年9月發表儲存級記憶體固態硬碟FL6系列,11月推出外形符合EDSFF E1.S標準的固態硬碟XD6系列,以及EDSFF E3.S外形的PCIe 5.0固態硬碟CD7系列。

在2021年10月,美光(Micron)也終於發表該公司的首款PCIe 4.0固態硬碟7400 SSD。而過去曾為固態硬碟大廠的英特爾,他們在資料中心等級PCIe 4.0固態硬碟的產品發表上,可追溯至2020年6月推出的SSD D7-P5500與SSD D7-P5600,以及年底發布的SSD D7-P5510、SSD D5-P5316、Optane SSD DC P5800X。不過,2021年底英特爾正式將固態硬碟業務賣給SK海力士公司,僅保留Optane相關產品,上述其他機型的狀態有待釐清。

在NAS與儲存陣列這類產品當中,2021年終於陸續出現採用PCIe 4.0介面的新機型,像是HPE Alletra 6000、Pure Storage FlashArray //XL系列、NetApp AFF A900,以及威聯通TDS-h2489FU。

基於上述多種產品發布時程來判斷,2021這年確是PCIe 4.0真正開始普及的重要時刻,展望今年,大數據、機器學習、物聯網、邊緣運算的應用熱潮不減,為了因應更大規模的資料傳輸與處理需求,勢必會出現更多支援PCIe 4.0與5.0的裝置問世。

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