Es gibt drei Arten von elektrischen Schnittstellen für 2,5-Zoll- und 3,5-Zoll-Speicherplatten: PCIe, SAS und SATA. „Früher wurde die Entwicklung der Rechenzentrumsvernetzung maßgeblich von Institutionen wie IEEE oder OIF-CEI vorangetrieben, doch das hat sich heute grundlegend geändert. Große Rechenzentrumsbetreiber wie Amazon, Apple, Facebook, Google und Microsoft treiben die Technologieentwicklung voran und warten nicht mehr auf die Fertigstellung von Standards, sondern orientieren sich an den Bedürfnissen der Nutzer. Zur zukünftigen Entwicklung des Marktes für PCIe-, SAS- und SATA-SSDs möchten wir Ihnen eine Prognose von Gartner zur Verfügung stellen.“
Über PCIe
PCIe ist zweifellos der beliebteste Transportbusstandard und wurde in den letzten Jahren häufig aktualisiert: PCIe 3.0 ist immer noch der beliebteste, PCIe 4.0 gewinnt rasant an Bedeutung, PCIe 5.0 steht kurz vor der Markteinführung, die PCIe 6.0-Spezifikation ist in Version 0.5 fertiggestellt und wurde den Mitgliedern der Organisation zur Verfügung gestellt; die endgültige offizielle Version wird planmäßig nächstes Jahr veröffentlicht.
Jede Edition der PCIe-Spezifikation durchläuft fünf verschiedene Versionen/Phasen:
Version 0.3: Ein vorläufiges Konzept, das die wichtigsten Merkmale und die Architektur der neuen Spezifikation vorstellt.
Version 0.5: Ein erster Entwurf der Spezifikation, der alle Aspekte der neuen Architektur beschreibt, Rückmeldungen von Organisationsmitgliedern auf Basis von Version 0.3 berücksichtigt und von Mitgliedern angeforderte sowie neue Funktionen enthält.
Version 0.7: Vollständiger Entwurf, alle Aspekte der neuen Spezifikation sind vollständig festgelegt, und die elektrische Spezifikation muss noch mit dem Testchip verifiziert werden. Danach werden keine neuen Funktionen mehr hinzugefügt.
Version 0.9: Endgültiger Entwurf, anhand dessen die Organisationsmitglieder ihre eigenen Technologien und Produkte entwerfen und entwickeln können.
Version 1.0: Endgültige offizielle Veröffentlichung, öffentliche Freigabe.
Tatsächlich können Hersteller bereits nach der Veröffentlichung der Version 0.5 mit der Entwicklung von Testchips beginnen, um sich im Vorfeld auf die weitere Arbeit vorzubereiten.
PCIe 6.0 bildet hier keine Ausnahme. Dank der Abwärtskompatibilität zu PCIe 5.0/4.0/3.0/2.0/1.0 verdoppelt sich die Datenrate bzw. die I/O-Bandbreite erneut auf 64 GT/s, und die tatsächliche unidirektionale Bandbreite von PCIe 6.0×1 beträgt 8 GB/s. PCIe 6.0×16 erreicht 128 GB/s in einer Richtung und 256 GB/s in beiden Richtungen.
PCIe 6.0 wird die in der PCIe 3.0-Ära eingeführte 128b/130b-Codierung fortsetzen, jedoch eine neue Pulsamplitudenmodulation (PAM4) hinzufügen, die PCIe 5.0 NRZ ersetzt und in der gleichen Zeit mehr Daten in einem einzigen Kanal bündeln kann. Außerdem wird eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) mit niedriger Latenz und verwandte Mechanismen zur Verbesserung der Bandbreiteneffizienz eingeführt.
Über SAS
Die Serial Attached SCSI-Schnittstelle (SAS) ist eine Weiterentwicklung der SCSI-Technologie und basiert auf der weit verbreiteten Serial ATA (SATA)-Festplatte. Beide nutzen serielle Technologie für höhere Übertragungsgeschwindigkeiten und verkürzen die Verbindungsleitungen, um den internen Platz zu optimieren. SAS wurde nach der parallelen SCSI-Schnittstelle entwickelt. Ziel dieser Schnittstelle ist die Verbesserung von Leistung, Verfügbarkeit und Skalierbarkeit des Speichersystems sowie die Kompatibilität mit SATA-Festplatten. Die SAS-Schnittstelle ähnelt SATA nicht nur optisch, sondern ist auch abwärtskompatibel. An die Rückseite eines SAS-Systems können sowohl leistungsstarke Dual-Port-SAS-Laufwerke als auch kostengünstige SATA-Laufwerke mit hoher Kapazität angeschlossen werden. Dadurch können SAS- und SATA-Laufwerke im selben Speichersystem parallel betrieben werden. Allerdings ist zu beachten, dass SATA-Systeme nicht SAS-kompatibel sind. Daher können SAS-Laufwerke nicht an SATA-Backplanes angeschlossen werden.
Im Vergleich zu den großen Entwicklungssprüngen der PCIe-Spezifikation in den letzten Jahren hat sich die SAS-Spezifikation eher unauffällig weiterentwickelt. Im November 2019 wurde die SAS 4.1-Spezifikation mit einer Schnittstellenrate von 24 Gbit/s offiziell veröffentlicht, und die nächste Generation, die SAS 5.0-Spezifikation, ist bereits in Vorbereitung, die die Schnittstellenrate auf 56 Gbit/s erhöhen wird.
Aktuell sind SSDs mit SAS-Schnittstelle in vielen neuen Produkten noch selten. Ein technischer Leiter eines Internetnutzers erklärte, dass Internetnutzer SAS-SSDs hauptsächlich aus Kostengründen kaum verwenden. SAS-SSDs liegen leistungsmäßig deutlich zwischen PCIe- und SATA-SSDs. Daher entscheiden sich sehr große Rechenzentren für PCIe, da sie sich SATA-SSDs zu diesem Preis nicht leisten können. Auch Endverbraucher greifen daher zu SATA-SSDs.
Über SATA
SATA ist Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment), auch bekannt als Serial ATA, eine Festplattenschnittstellenspezifikation, die gemeinsam von Intel, IBM, Dell, APT, Maxtor und Seagate vorgeschlagen wurde.
Die SATA-Schnittstelle verwendet vier Kabel zur Datenübertragung. Ihr Aufbau ist einfach: Tx+ und Tx- bezeichnen die differentiellen Ausgangsdatenleitungen, Rx+ und Rx- die differentiellen Eingangsdatenleitungen. Als am weitesten verbreitete Festplattenschnittstelle auf dem Markt ist SATA 3.0 die aktuell gängigste Version. Der größte Vorteil von SATA 3.0 ist seine ausgereifte Technologie. Herkömmliche 2,5-Zoll-SSDs und HDDs nutzen diese Schnittstelle. Die theoretische Übertragungsbandbreite beträgt 6 Gbit/s. Obwohl dies im Vergleich zu neueren Schnittstellen mit 10 Gbit/s und 32 Gbit/s Bandbreite eine gewisse Lücke darstellt, reichen herkömmliche 2,5-Zoll-SSDs für die alltäglichen Anwendungsbedürfnisse der meisten Nutzer aus. Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von etwa 500 MB/s sind völlig ausreichend.
Veröffentlichungsdatum: 10. November 2023
