提個問題:大家現(xiàn)在用的固態(tài)硬盤是什么協(xié)議的?
我猜多數(shù)人可能都會說PCIe 4.0、PCIe 3.0,只有少部分回答會是PCIe 5.0。自打2022年1月,消費級的PCIe 5.0硬盤亮相CES 2022后,時間已經(jīng)過去了三年半,固態(tài)硬盤市場卻并沒有如大家預(yù)料的那樣,轉(zhuǎn)向“PCIe 5.0主導(dǎo),PCIe4.0為輔”的狀態(tài)。
即使不看行業(yè)報道,從京東等電商平臺的銷量也可以看出來,熱銷的型號基本都是PCIe 4.0和3.0協(xié)議的,而PCIe 5.0協(xié)議在搜索結(jié)果首頁更是直接“失蹤”,小雷翻到第二頁才看到一款佰維旗下的PCIe 5.0硬盤。
眼見著PCIe 6.0的固態(tài)硬盤都正式發(fā)布商用了,老前輩5.0卻還在市場里掙扎求生,難免會讓人感到好奇,為什么主流固態(tài)硬盤的協(xié)議,從3.0到4.0只花了三四年的時間就完成,而4.0升到5.0卻如此困難呢?
PC硬盤市場,是否已經(jīng)走到瓶頸了?
即將商用的PCIe 6.0,優(yōu)勢在哪里?
在討論PC硬盤市場的現(xiàn)狀之前,首先要知道不同協(xié)議之間的固態(tài)硬盤都有什么區(qū)別,從3.0到6.0的更新點都是什么?鑒于3.0已經(jīng)是“老古董”,所以我們還是直接從4.0開始,下面小雷簡單列了一個表格,幫助大家快速了解三者速率上的不同。
圖源:雷科技
從表格上不難看出,每次協(xié)議的升級首先帶來的就是速率翻倍,4.0到6.0之間的帶寬和速度差距就已經(jīng)達到4倍。如果你在PCIe4.0下傳輸一部100G的藍(lán)光電影需要12.5秒,那么在PCIe 5.0下只需要3.125秒即可,雖然實際使用時的速度往往無法達到理論速度,但是速率之間的龐大差距足以讓用戶感受到明顯差距。
那么從PCIe 4.0升級到6.0,區(qū)別就只有速度嗎?自然不是,從協(xié)議層面來說,4.0和5.0其實可以歸為一類,而6.0則是有著質(zhì)的區(qū)別。為了提升傳輸速率,PCIe 6.0首次引入了PAM4和FEC兩項技術(shù),前者將PCIe 4.0與5.0的數(shù)據(jù)編碼算法從兩個拓展成四個不同的電壓等級,也是其速率翻倍的關(guān)鍵。
圖源:維基百科
簡單來說,PCIe 4.0/5.0采用的NRZ編碼算法,也就是二進制的0、1來傳輸數(shù)據(jù),而PAM4則是提供00、01、10、11四個可用信號,讓帶寬直接翻倍。不過PAM4也有顯著的缺點,那就是信號之間的電壓差太小,導(dǎo)致抗干擾能力變差,為了解決這個問題又引入了FEC(前向糾錯)技術(shù),在傳輸數(shù)據(jù)時攜帶一個驗證數(shù)據(jù),用來修復(fù)受損數(shù)據(jù)。
所以,你可以將PCIe 6.0固態(tài)硬盤看作是全面升級版的新硬盤,不僅有著更強的性能,也有更出色的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
6.0在企業(yè)級前途可觀,消費市場卻無人問津
得益于新引入的兩個機制,PCIe 6.0固態(tài)硬盤可以在確保傳輸速率的情況下,依然保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度??吹竭@里,敏銳的讀者估計已經(jīng)猜到PCIe 6.0目前的最佳使用場景,沒錯,就是AI。
AI訓(xùn)練需要用到大量的數(shù)據(jù),而且會產(chǎn)生非常頻繁的數(shù)據(jù)交換,為了保證訓(xùn)練效率,傳統(tǒng)的機械硬盤顯然是無法滿足需求的,那么固態(tài)硬盤就成為最佳選擇。而在AI模型的參數(shù)規(guī)模越來越大后,AI企業(yè)對固態(tài)硬盤的性能要求也越來越高,這也使PCIe 6.0固態(tài)硬盤成為最佳選擇。
圖源:servethehome
所以,業(yè)界一直將PCIe 6.0固態(tài)硬盤看作未來的AI產(chǎn)業(yè)存儲核心,隨著閃存芯片的堆疊層數(shù)成倍增長,也讓固態(tài)硬盤的容量爆發(fā)式增長,搭配新一代協(xié)議的高速率,滿足AI推理等方面的需求可以說毫無壓力。
可以預(yù)見,隨著PCIe 6.0固態(tài)硬盤的產(chǎn)業(yè)鏈成熟,占領(lǐng)AI和服務(wù)器市場只是時間問題。那么問題來了,消費級市場呢?這是個很好的問題,因為幾乎所有PC廠商和半導(dǎo)體廠商,都對這個問題避而不談,PCIe 6.0在商用領(lǐng)域已經(jīng)起步,但是在消費市場卻連苗頭都沒有。
必須要說的是,涉及到PCIe協(xié)議的升級其實就不是固態(tài)硬盤廠商一家的事情,首先得CPU支持,然后還需要主板支持,最后才到硬盤。換言之,什么時候PCIe 6.0能夠上PC,還得看AMD、英特爾的臉色。
其中,AMD公布的計劃年表里,明確說明在2026年支持PCIe 6.0,但是卻僅限于商用領(lǐng)域,預(yù)計消費級市場的支持要等到AM6插槽上市,也就是2028年。那么英特爾呢?目前還沒消息,兩大巨頭缺席一個,那PCIe 6.0的消費級轉(zhuǎn)化就更是遙遙無期了。
圖源:AMD
這么說吧,全球最大的固態(tài)解決方案提供商之一,慧榮的CEO在接受采訪時直言:“沒有PC OEM廠商對PCIe 6.0有興趣,在2030年之前大家可能都看不到消費級的PCIe 6.0解決方案”。
所以,PCIe 6.0固態(tài)硬盤就呈現(xiàn)出一個詭異的情況,一邊是商用市場的高歌猛進,一邊則是消費級市場的沉寂。當(dāng)然,從市場角度來說,用戶對PCIe 6.0硬盤“沒有需求”才是核心原因。
用戶為什么不需要“更高性能”的硬盤?
雖然在顯卡、CPU等硬件上,PC用戶對性能的需求非常旺盛,但是在硬盤上卻并不總是如此,在速度與容量之間,不少人會選擇容量,這也是PCIe 3.0硬盤至今為止仍有不錯銷量的原因:便宜量大。
從性能角度來說,硬盤性能提高固然能夠改善體驗,但是在日常使用中的感知卻并不明顯。首先,大家可以回憶一下自己上一次傳輸超過10GB的超大文件是什么時候?對于多數(shù)人來說,日常需要用到的圖片、視頻文件多在1GB以下,壓根沒有高性能硬盤的發(fā)揮空間。
一般來說,多數(shù)PC用戶都會選擇“高低搭配”的方式來選購硬盤,簡單來說就是一個高性能且穩(wěn)定的高端固態(tài)硬盤做系統(tǒng)盤(一般是PCIe 4.0的512GB硬盤),一個高性能且性價比更高的游戲盤(PCIe 4.0為主,1TB~2TB),最后預(yù)算有多就再買個2TB及以上的PCIe 3.0倉庫盤,或者直接用回機械硬盤。
圖源:veer
這樣的搭配能夠滿足90%以上的用戶需求,剩下的要不是預(yù)算無上限的土豪,要不就是對硬盤性能有特殊要求的職業(yè),比如剪輯師、建模師等,可見超高性能硬盤在當(dāng)下市場的需求之小。
那么游戲黨呢?一個游戲幾十G甚至上百G,難道不需要高性能硬盤嗎?自然是需要的,但是游戲?qū)﹄S機讀寫的要求更高,而非順序讀寫,前者是小文件的傳輸速度,后者則是如4K HDR電影等超大單一文件。
雖然游戲本身的體積越來越大,但是卻由多個小型文件組成,一個建模、一個特效可能只占幾十MB,而游戲讀取文件最頻繁的時間點是“加載場景”,從3.0升級到4.0,或許能夠讓你的加載速度從10秒變成5秒,這時你可以得到明顯的反饋。然后從4.0升級到5.0,5秒變成2.5秒,這時候你就沒什么感覺了。
正是因為性能已經(jīng)超出了多數(shù)用戶的需求,加之價格比PCIe 4.0貴很多,所以PCIe 5.0的固態(tài)硬盤才會直到現(xiàn)在都無法成為主流。當(dāng)然,隨著5.0硬盤的降價,肯定也會逐漸蠶食高端4.0硬盤的市場,但是整個進程顯然是無法在短時間內(nèi)完成的,雷科技預(yù)計,2026年我們才有機會看到5.0硬盤逐漸成為主流。
圖源:京東
可以說,目前PCIe 5.0硬盤的最佳使用場景就是創(chuàng)作領(lǐng)域,隨著在線4K視頻的普及,大體積的視頻文件剪輯對固態(tài)硬盤的性能要求很高,加之建模市場的需求,算是讓PCIe 5.0硬盤在高端市場擁有了一塊固定領(lǐng)地。
說實話,小雷覺得在未來的5年里,PCIe 4.0和5.0的市場份額可能都不會拉開太大差距,只會是擠壓PCIe 3.0的市場份額。畢竟在多數(shù)PC用戶看來,容量永遠(yuǎn)是第一考量,其次才是性能,道理也很簡單,加載速度慢兩秒和準(zhǔn)備下載“小姐姐”時突然發(fā)現(xiàn)硬盤已滿,兩者必須選其一的話,那還是前者的影響更小。
所以,PC硬盤市場是否已經(jīng)到達瓶頸了?答案其實有兩個,從性能角度來說,確實是“卡住了”,除非接下來出現(xiàn)什么“殺手級”需求,讓用戶必須用到更高性能的固態(tài)硬盤才能獲得好體驗,否則高性能的固態(tài)硬盤普及還是只能靠降價。
但是從另一個角度來說,用戶對于高性價比的高速大容量硬盤需求一直不低,至少在容量方面,PC市場還遠(yuǎn)沒到瓶頸期。
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