Новые модульные SSD Intel: коннектор SFF-TA-1002 и готовность к PCIe 5.0

Корпорация Intel на этой неделе представила новый форм-фактор для серверных твердотельных накопителей, который может стать стандартом для SSD будущего. Новый дизайн, называемый ruler (линейка, планка), базируется на разрабатываемой сегодня спецификации Enterprise & Datacenter Storage Form Factor (EDSFF) и предназначен для того, чтобы максимизировать ёмкость серверных накопителей и при этом обеспечить поддержку всех функциональных возможностей SSD корпоративного уровня. Так, Intel обещает, что уже в обозримом будущем мы увидим машины форм-фактора 1U, способные хранить 1 Пбайт данных.

Intel SSD серии DC P4500 в форм-факторе «линейка»

Для обеспечения совместимости между различными типами устройств хранения данных в ПК и серверах долгие годы твердотельные накопители (solid-state drives, SSDs) основывались на форм-факторах, изначально разработанных для жёстких дисков. Между тем форм-факторы 2,5" и 3,5" не всегда оптимальны для SSD с точки зрения плотности хранения данных, охлаждения и других аспектов. С целью предложить оптимальное конструктивное исполнение SSD для клиентских и некоторых серверных платформ несколько лет назад Intel представила форм-фактор M.2. Хотя накопители в форме модуля имеют много преимуществ, когда речь идет о плотности хранения данных, они не были предназначены для поддержки таких возможностей, как горячее подключение, а их охлаждение является ещё одной проблемой.

SSD в разных конструктивных исполнениях

Напротив, форм-фактор, пока именуемый линейкой или планкой, был разработан специально для серверных SSD и адаптирован к требованиям центров обработки данных. По словам Intel, линейный форм-фактор «обеспечивает максимальную ёмкость для сервера с минимальными потребностями в охлаждении и потреблении энергии». Что крайне важно, так это то, что будущий стандарт EDSFF расширяем как с точки зрения производительности интерфейса, так и с точки зрения потребляемой мощности, а также ёмкости и даже физических размеров.

Intel SSD серии DC P4500 в форм-факторе «линейка»

С технической точки зрения каждая планка SSD представляет собой длинный модуль с возможностью «горячей» замены, который может вмещать десятки микросхем флеш памяти или чипов 3D XPoint и, таким образом, обеспечивает ёмкость и уровни производительности, которые превосходят возможности модулей M.2.

Особенности SSD Intel в форм-факторе «линейка»

Линейные SSD первых поколений будут использовать коннектор SFF-TA-1002 (также известный как Gen-Z), поддерживающий интерфейсы PCI Express 3.1 x4 и x8 с максимальной теоретической пропускной способностью около 3,94 Гбайт/с и 7,88 Гбайт/с в обоих направлениях. Впоследствии, модули EDSFF могут получить интерфейс x16 со скоростью передачи данных 8 ГТрансферов/с, 16 ГТрансферов/с (PCIe Gen 4) или даже 25–32 ГТрансферов/с (PCIe Gen 5) на случай, если отрасли потребуются твердотельные накопители с пропускной способностью примерно в 50–63 Гбайт/с. В Intel говорят, что GenZ разъёмы уже готовы к скоростям PCIe Gen 5, но нет хостов для поддержки такого интерфейса. Впрочем, следует помнить, что мир не ограничивается протоколом PCI Express, а потому SSD c разъёмом смогут работать и с другими протоколами (например, UPI).

Коннектор SFF-TA-1002

Ключевой особенностью нового форм-фактора (а также разрабатываемого стандарта EDSFF) является то, что он был разработан специально для серверных SSD и поэтому предлагает гораздо больше, чем стандарты для ПК. Например, на SSD-модуле EDSFF на базе PCIe 3.1 x4 имеются SMB-контакты для управления NVMe, дополнительные контакты для зарядки конденсаторов защиты от потери мощности отдельно от питания самого накопителя (что позволяет использовать недорогие пассивные объединительные платы без PCIe переключателей). Стандартные накопители EDSFF будут использовать напряжение питания +12 Вольт, при этом Intel ожидает, что наиболее производительные SSD-линейки будут потреблять 50 Ватт и более.

Преимущества нового форм-фактора

Серверы и объединительные платы, совместимые с EDSFF и SSD-линейками, будут несовместимы с твердотельными накопителями и жёсткими дисками в традиционных форм-факторах, а также с другими накопителями в ином конструктивном исполнении. Таким образом, в ближайшие годы мы увидим машины, совместимые исключительно с накопителями на основе энергонезависимой памяти. Сам EDSFF еще не оформлен как стандарт, однако рабочая группа по созданию спецификации уже включает в себя Dell, Lenovo, HPE и Samsung как учредителей, а также Micron и Western Digital как участников.

Преимущества нового форм-фактора

Стоит отметить, что Intel поставляла SSD в форм-факторе «линеек» на основе планарной MLC NAND флеш-памяти некоторым партнёрам среди крупных производителей серверов, а также владельцам огромных центров обработки данных уже около восьми месяцев. Хотя эти накопители не использовали все преимущества стандарта EDSFF (и будет удивительно, если они будут даже совместимы с окончательной спецификацией), они помогли членам рабочей группы и некоторым другим компаниями подготовиться к будущему. Более того, по результатам испытани некоторые из партнеров Intel даже внесли дополнительные требования к стандарту EDSFF, а другие рассматривают возможность использования форм-фактора для ускорителей на базе GPU и FPGA. Как видно, индустрия испытывает немалый интерес как к SSD в форм-факторе «линеек», так и к стандарту EDSFF вообще.

Intel SSD серии DC P4500 в форм-факторе «линейка»

Что касается коммерческих твердотельных накопителей-«линеек», то первыми из них станут SSD серии DC P4500 производства Intel, в которых используется память типа 3D NAND и контроллер корпоративного класса. Intel не раскрывает максимальную ёмкость «линейных» DC P4500, но логично предполагать, что она будет значительной. Со временем Intel также планирует представить твердотельные накопители Optane на базе 3D XPoint в том же конструктивном исполнении.