PCIe、SAS、SATA、ストレージインターフェースをリードするのは誰か

 2.5インチ/3.5インチストレージディスクの電気インターフェースには、PCIe、SAS、SATAの3種類があります。「かつては、データセンターの相互接続技術の開発はIEEEやOIF-CEIといった機関や協会が主導していましたが、今日では状況は大きく変化しています。Amazon、Apple、Facebook、Google、Microsoftといった大規模データセンター事業者が技術を牽引しており、必ずしも標準規格の完成を待つのではなく、ユーザーがすべてを決定できるようにしています。PCIe SSD、SAS SSD、SATA SSD市場の今後の動向については、皆様の参考とコミュニケーションのために、ガートナーによる予測を共有します。」

PCIeについて

PCIe は間違いなく最も人気のあるトランスポート バス規格であり、近年頻繁に更新されています。PCIe 3.0 は依然として最も人気があり、PCIe 4.0 は急速に普及し、PCIe 5.0 が間もなく登場します。PCIe 6.0 仕様はバージョン 0.5 が完成し、組織のメンバーに提供され、来年予定どおりに最終的な公式バージョンがリリースされる予定です。

PCIe 仕様の各エディションは、次の 5 つの異なるバージョン/ステージを経ます。

バージョン 0.3: 新しい仕様の主な機能とアーキテクチャを示す予備的なコンセプト。

バージョン 0.5: 新しいアーキテクチャのすべての側面を識別し、バージョン 0.3 に基づいて組織のメンバーからのフィードバックを組み込み、メンバーから要求された新しい機能と新しい機能を組み込んだ、最初のドラフト仕様。

バージョン0.7：ドラフト完成。新仕様のあらゆる側面が完全に決定され、電気的仕様もテストチップで検証される必要があります。これ以降、新機能は追加されません。

バージョン 0.9: 組織のメンバーが独自のテクノロジーと製品を設計および開発できる最終ドラフト。

バージョン 1.0: 最終公式リリース、一般公開。

実際、バージョン 0.5 のリリース後、メーカーはすでに後続の作業に備えてテスト チップの設計を開始できます。

PCIe 6.0も例外ではありません。PCIe 5.0/4.0/3.0/2.0/1.0との下位互換性がある場合、データレートまたはI/O帯域幅はさらに倍増して64GT/sとなり、PCIe 6.0×1の実際の単方向帯域幅は8GB/sです。PCIe 6.0×16は、片方向で128GB/s、双方向で256GB/sです。

PCIe 6.0 は、PCIe 3.0 時代に導入された 128b/130b エンコーディングを継承しますが、PCIe 5.0 NRZ に代わる新しいパルス振幅変調 PAM4 を追加します。これにより、同じ時間内に単一チャネルでより多くのデータをパケット化できるほか、低遅延の前方誤り訂正 (FEC) と関連メカニズムにより帯域幅効率が向上します。

SASについて

SAS（シリアルアタッチドSCSIインターフェース）は、SCSIテクノロジーの新世代であり、普及しているシリアルATA（SATA）ハードディスクと同じですが、シリアルテクノロジーを使用してより高い伝送速度を実現し、接続ラインを短縮することで内部スペースを改善しています。 SASは、パラレルSCSIインターフェースの後に開発された新しいインターフェースです。 このインターフェースは、ストレージシステムのパフォーマンス、可用性、およびスケーラビリティを向上させるように設計されており、SATAハードドライブとの互換性を提供します。 SASインターフェースはSATAに似ているだけでなく、SATA標準との下位互換性もあります。 SASシステムのバックパネルには、デュアルポートの高性能SASドライブと大容量で低コストのSATAドライブの両方を接続できます。 その結果、SASドライブとSATAドライブを同じストレージシステムで共存させることができます。 ただし、SATAシステムはSASと互換性がないため、SASドライブをSATAバックプレーンに接続できないことに注意してください。

近年の PCIe 仕様の大きな飛躍的発展に比べ、SAS 仕様は静かに徐々に進化しており、2019 年 11 月には 24Gbps のインターフェース速度を採用した SAS 4.1 仕様が正式にリリースされ、さらにインターフェース速度を 56Gbps まで向上させる次世代の SAS 5.0 仕様も準備されています。

現在、多くの新製品において、SASインターフェースのSSDは非常に少なくなっています。あるインターネットユーザーの技術担当者によると、インターネットユーザーがSAS SSDをほとんど使用していないのは、主にコストパフォーマンスの問題です。SA​​S SSDはPCIeとSATA SSDの中間に位置し、性能面でPCIeとは比べものにならないほど劣っています。超大規模データセンターはPCIeを選択し、SATA SSDは価格面で入手困難であるため、一般消費者はSATA SSDを選択しています。

SATAについて

SATA は Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment) の略で、シリアル ATA とも呼ばれ、Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor、Seagate が共同で提案したハードディスク インターフェース仕様です。

SATA インターフェースは、データを送信するために 4 本のケーブルを使用し、その構造は単純で、Tx+、Tx- は出力差動データ ラインを示し、対応する Rx+、Rx- は入力差動データ ラインを示します。市場で最も広く使用されているハード ディスク インターフェースとして、現在普及しているバージョンは 3.0 です。SA​​TA 3.0 インターフェースの最大の利点は成熟しているはずです。通常の 2.5 インチ SSD および HDD ハード ディスクはこのインターフェースを使用し、理論上の伝送帯域幅は 6Gbps ですが、新しいインターフェースの 10Gbps および 32Gbps の帯域幅と比較すると一定のギャップがありますが、通常の 2.5 インチ SSD はほとんどのユーザーの日常的なアプリケーションのニーズを満たすことができ、500MB/s 程度の読み取りおよび書き込み速度で十分です。