PCIe4.0的產(chǎn)品還沒有完全占領(lǐng)市場，PCIe5.0的產(chǎn)品就出現(xiàn)了，而PCIe 6.0標準也拍馬趕來。這個市場的更迭速度似乎讓人目不暇接。

實際上，無論是PCIe4.0還是PCIe5.0都只是剛進入起步階段，PCIe3.0更是還在當打之年。因此，在未來很長一段時間內(nèi)，多代共存將是這個市場的主旋律。

亡羊補牢 PCIe5.0開始發(fā)力

Intel于2021年10月發(fā)布了12代酷睿Alder Lake處理器，加入對PCIe 5.0的支持，而其面向數(shù)據(jù)中心的下一代處理器Sapphire Rapids也增加PCIe 5.0功能。無獨有偶，AMD方面在2022年下半年即將發(fā)布的Zen 4架構(gòu)和AM5平臺也將支持PCIe 5.0。兩大處理器巨頭的入局，意味著PCIe 5.0的大規(guī)模商用終于進入實質(zhì)性階段。

PCIe 5.0是PCIe總線標準的第5代，而PCIe是繼ISA和PCI總線之后的第三代I/O總線，由Intel在2001年的IDF上提出，主要優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)傳輸速率高，抗干擾能力強，傳輸距離遠，功耗低等。PCIe的價值在于其普及性，以及和各種CPU之間的互操作性，其開放的特性也促成了一整個依附其生長的生態(tài)系統(tǒng)。

PCIe 5.0是PCI-SIG于2019年5月發(fā)布的，僅僅距PCIe 4.0發(fā)布過了2年的時間。相較前代的16GT/s，PCIe 5.0 將信號速率翻倍到了32GT/s，x16雙工帶寬更是接近128GB/s。極高的信號速率，使得PCIe 5.0能夠更好的支持對吞吐量要求高的高性能設(shè)備，如用于AI的GPU，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

但是PCI-SIG副總裁暨開發(fā)者會議主席Richard Solomon仍在公開場合表示：“事實上，PCIe 5.0是來遲了。”

按照數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展，處理器I/O頻寬的需求每三年就會倍增，因此PCIe 5.0是一個早該推出的規(guī)范。實際是，PCIe 3.0在2010年發(fā)布之后，7年之后才發(fā)布了PCIe 4.0，規(guī)范的更新已經(jīng)嚴重落后于技術(shù)的發(fā)展。出于“亡羊補牢”的目的，PCIe 5.0規(guī)范就只能緊隨PCIe 4.0發(fā)布。而兩年之后，業(yè)界又見到更為先進的PCIe 6.0。

圖 PCIe的標準演進（數(shù)據(jù)來源：PCI-SIG）

當然，PCIe 6.0短期內(nèi)還只是一個概念，PCIe5.0的技術(shù)則實實在在的落地了。特別是當Intel明確表態(tài)后，各大廠商就加快了PCIe5.0產(chǎn)品的推出速度。

鎧俠于2021年11月發(fā)布了支持PCIe5.0規(guī)范、采用企業(yè)級數(shù)據(jù)中心標準外形(EDSFF) E3.S的CD7 SSD系列產(chǎn)品，容量高達7.68TB。三星隨后也發(fā)布了適用于企業(yè)服務(wù)器PM1743固態(tài)硬盤，能效達到每瓦608MB/s。

在主控方面，Marvell布局最早，于2021年5月推出了業(yè)界首款支持PCIe 5.0和NVMe 1.4b的全新Bravera SC5控制器系列。該系列隨機讀寫速度最高達2000K IOPS和1000K IOPS，預(yù)計將首先在服務(wù)器市場應(yīng)用，然后再過渡到消費類終端市場。與AMD率先推出PCIe4.0產(chǎn)品的群聯(lián)電子也于2021年9月底推出PCIe 5.0控制芯片客制化方案PS5026-E26，目標是全球的服務(wù)器與高端消費類SSD客戶。目前該款產(chǎn)品已完成設(shè)計Taped-Out，預(yù)計將于2022下半年開始量產(chǎn)。

華存電子也于2021年10月發(fā)布PCIe 5.0企業(yè)級存儲主控芯片HC9001，預(yù)計今年第三季度使用HC9001芯片生產(chǎn)的PCIe Gen5 SSD模塊產(chǎn)品有望在客戶開始驗證，并推進小批量生產(chǎn)。

這些產(chǎn)品的共同目標都是服務(wù)器市場，這也是PCIe5規(guī)范的推出目的。華存電子技術(shù)總工程師魏智汎就認為，服務(wù)器的技術(shù)進展比PC技術(shù)的進展快的多，因為5G跟AI的應(yīng)用場景下，云端服務(wù)器的數(shù)量跟效能都要求大幅提升，而只有PCIe5.0才能滿足這種飛躍式的成長。

三世同堂 4代5代各得其所

當SSD取代HDD成為必然時，PCIe自然會迎來高光時刻。據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，2021-2025年全球PCIe市場將增長21.7億美元，預(yù)測期內(nèi)CAGR將超過22%，驅(qū)動力來自于PCIe與IEEE 1394（FireWire）的集成以及數(shù)據(jù)中心建設(shè)投資數(shù)量的增加。

企業(yè)級市場將是PCIe最大的“票倉”，隨著PCIe SSD的價格逐漸下降，企業(yè)服務(wù)器對PCIe SSD支持越來越成熟，其增幅已超過了傳統(tǒng)的SATA SSD。根據(jù)艾瑞咨詢發(fā)布的報告，2020年我國企業(yè)級固態(tài)硬盤市場規(guī)模為161億元，其中PCIe固態(tài)硬盤占市場總規(guī)模的比例約為59%，已超過SATA及其他類型的企業(yè)級固態(tài)硬盤。

消費級市場SATA仍占據(jù)主流，但優(yōu)勢卻在逐漸被蠶食，各家模組廠新產(chǎn)品也將轉(zhuǎn)向PCIe產(chǎn)品。根據(jù)TrendForce集邦咨詢調(diào)查，2020年P(guān)CIe產(chǎn)品占零售市場出貨接近三成，隨著未來PCIe 4.0 SSD產(chǎn)品出貨大幅提升，模組廠新產(chǎn)品也以其為主。

對于PCIe本身來說，當前的市場是一個“三代同堂”的局面。“在消費級市場，我認為大概是3、4代，甚至是5代并存的一個狀況，具體到市場占比方面，4代的空間會最小。”魏智汎表示。

年齡最大的PCIe3.0依然能戰(zhàn)。數(shù)據(jù)顯示，2020年P(guān)CIe 3.0以8.63246億美元主導(dǎo)了PCIe市場，并將在2021-2026期內(nèi)以20.4%的速度大幅增長。行業(yè)人士對此的看法是，疫情期間，流媒體、視頻會議、在線游戲、社交網(wǎng)絡(luò)和其他許多因素激增了互聯(lián)網(wǎng)流量，提升了對PCIe 3.0接口產(chǎn)品的需求。此外，由于各關(guān)鍵供應(yīng)商投資率不斷上升，PCIe 3.0仍然有很長的生命周期。

對于PCIe4.0的未來，業(yè)內(nèi)則有不同看法。PCIe4.0的產(chǎn)品在2021年下半年開始在數(shù)據(jù)中心進行切換，受到疫情和全球芯片產(chǎn)能的拖累，其部署速度遠沒有達到預(yù)期。有不少業(yè)內(nèi)人士認為，PCIe5.0將會主導(dǎo)服務(wù)器市場，PCIe4.0在服務(wù)器市場停留的時間會很短。

魏智汎認為：“在云跟邊緣計算領(lǐng)域，從2022年開始一直進到2023年，我相信7成甚至可能到8成以上最終會屬于PCIe5.0。”

“不過，在消費電子市場，如果4代的成本最終與3代相同，兩者可能會合占到60%的份額，5代就有可能成長到40%左右。”他補充道。

PCI-SIG組織希望兩個標準能夠共存一段時間，PCIe 5.0主要用于吞吐量要求更高的高性能設(shè)備中，而臺式機等對帶寬需求沒那么強烈的設(shè)備可以使用PCIe 4.0。

因此，業(yè)內(nèi)普遍的看法是PCIe 5.0將聚焦在企業(yè)級、數(shù)據(jù)中心市場，在消費類領(lǐng)域，PCIe 4.0產(chǎn)品仍大有空間，尤其隨著DRAM-less技術(shù)普及，PCIe技術(shù)將得到極大發(fā)展。

2020年全球SSD市場仍有三分之一的儲存應(yīng)用是SATA，而PCIe 4.0只占3%，2021年P(guān)CIe 4.0則提高到10%，可預(yù)期2022年將達到30%市占，2023年P(guān)CIe 4.0可望成為消費類SSD的主流規(guī)格。

在服務(wù)器領(lǐng)域，屬于PCIe 5.0的時代則會到來。魏智汎的判斷是，“云加邊的市場在2022年就一定會啟動， 2023年應(yīng)該會呈現(xiàn)一個爆發(fā)的情況。”

鑒于處理器已經(jīng)打開了綠燈，主控芯片的上市時間就成為一個重要決定因素。據(jù)愛集微了解，國內(nèi)相關(guān)企業(yè)都在開發(fā)PCIe5.0的主控芯片，2022年下半年或2023年將會相繼量產(chǎn)。

“這次大家起步的時間基本接近，將是國內(nèi)企業(yè)追趕國際領(lǐng)先企業(yè)的一個很好時機”，一位不愿透露姓名的資深業(yè)內(nèi)人士表示。

“大時代下的一場血戰(zhàn)”，他這樣形容未來的行業(yè)競爭格局。

但不管怎樣，國內(nèi)PCIe SSD市場都將迎來一個美好的時代，無論是閃存、主控，還是模組、成品方案等多領(lǐng)域，都將迎來技術(shù)和產(chǎn)品的市占率快速提升。

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