News Silicon Motion SM2264: SSD-Controller für 6,5 GB/s über PCIe 4.0

[WeltalsWille]

Ich bin eh mal gespannt, wie toll Intel die ganze Sache findet, denn Intel ist doch recht interessiert daran, Thunderbolt durchzusetzen. Ich glaube also nicht, daß Intel sich da groß für PCI-Express engagieren wird. Vielleicht 4.0, weil AMD es ja schon hat, aber wohl kaum 5.0.

Das PCIe-Konsortium und die bisherige Entwicklung von PCIe sind maßgeblich Initiativen von Intel. Dass sich das inzwischen geändert hat, wäre mir neu. Zudem ist Thunderbolt kein alternatives Produkt zu PCIe, sondern in vielen seiner Varianten lediglich ein Aufsatz auf PCIe. Thunderbolt zu pushen, indem man die PCIe-Entwicklung zurückhält, funktioniert daher nicht.
Intels derzeitige Zurückhaltung bei der Umsetzung von PCIe Gen4 und höher hat andere Gründe:

• zu komplex für 14nm Plattformen,
• zu geringer Performancegewinn,
• hohe Verlustleistung.

 

[Tech_Blogger]

zu komplex für 14nm Plattformen,

Warum sollte das denn so sein?

zu geringer Performancegewinn,

Nicht wirklich

 

[Krautmaster]

Im Consumer Markt lohnt es nicht und im Server Segment wird Intel keine neuen große Die für 14nm auflegen, ergo wird man da auf absehbare Zeit kein PCIe 4.0 sehen.
Im Consumer Markt macht es eher die eigene Marge unnötig kaputt. Da hat Intel eigentlich immer eher die Sparpolitik betrieben, so wenig wie möglich, so viel wie nötig.

 

[Tech_Blogger]

Bei Intel gibt es noch kein PCIe 4.0, weil man sich mit 10nm verzettelt hat.

 

[Holt]

Gerade Intel Systeme werden viel mit diesen SSDs gekauft werden, denn bis AMD in der Beschaffung der Projekte in denen diese SSDs interessant sind eine Rolle spielt, wird noch einige Zeit vergehen.

Du meinst Serverplattformen, aber diese SSD Controller sind nicht für Server-SSDs, sondern für Consumer Modelle und daher ist es für deren Verbreitung auch egal, wie hoch der Anteil der EYPCs im Vergleich zu den Xeons ist.

Es handelt sich hierbei um einen Controller, nicht um eine fertige SSD. Der Hitzeentwicklung muss von den fertigen Produkten adäquat entgegengewirkt werden. Muss hierfür ein passiver Kühlkörper montiert werden, dann ist das halt so

Vor allem muss derjenige der das Gesamtsystem designt, sich mal Gedanken darum machen wie er einen kühlenden Luftstrom über der SSD hinbekommt. Dies fällt den meisten PC Selbstbauern schwer, die wollen Silent und LED Effektbeleuchtung, machen sich aber kaum Gedanken wie der Luftstrom dort ist, wo die M.2 Slots sind. Die Designs der Mainboard-, Gehäusehersteller und vor allem Grakahersteller (semipassive Kühlung und kein Luftaustritt nach unten) sind da auch nicht unbedingt hilfreich, aber letztlich ist M.2 auch nicht der richtige Formfaktor für den Desktop, sondern war als Ersatz für mSATA im Notebooks vorgesehen. SATA Express war der Formfaktor für Consumer PCIe SSDs, aber bei dessen Design wurden zu viele Fehler gemacht, vor allem die Beschränkung auf nur 2 PCIe Lanes, so dass es eine Totgeburt wurde. U.2 wäre der besser Formfaktor, dann könnte man die Laufwerke vorne in den Laufwerkskäfig und damit weg von den heißen Komponenten auf dem Mainboard in den kühlenden Luftstrom des Frontlüfters bringen. Nur hat sich eben M.2 inzwischen für Consumer PCIe SSDs durchgesetzt und es ist derzeit kein Wechsel des Formfaktors für Consumer PCIe SSDs zu erkennen, während es zumindest bei den Enterprise SSDs ja Initiativen gibt, neue Formfaktoren (wie Ruler und M.3) zu etablieren, auch wenn es dort vor allem darum geht mehr Kapazität bei weniger Frontfläche als bei U.2 zu ermöglichen.

Das kühlungsproblem lässt sich theoretisch leicht beheben. Die Abdeckungen auf MBs sind da ein guter erster Schritt.

Ja und die Lüfter über dem Chipsatz wie beim X570 die dann auch einen Luftstrom über den M.2 Slots erzeugen, sind die konsequente Fortführung davon. Aber die Reaktionen in den Foren auf die verbauten Lüfter sind ja nicht gerade positiv, so dass die Hersteller künftig wohl eher auf diese verzichten werden, wo es möglich ist.

Selbst für HEDT eher Nische, die Datenraten setzt kaum jemand sinnvoll um. Videoschnitt wird oft genannt

Es bringt aber auch bei Videoschnitt nur etwas, wenn man den auf Rohmaterial durchführt, wenn das Material erst noch decodiert und dann wieder kodiert werden muss, dürfte eine SATA SSD auch locker reichen.

Die ganzen Paletten werden ja bald umgestellt. 3.0 Controller sind ja nicht wirklich billiger.

Da wäre ich mir nicht so sicher, denn während die PCIe 3.0 Controller meist in 28nm Prozessen gefertigt werden, sind es bei den PCIe 4.0 Controller neuere und damit teurere Prozesse:

Der PS5018-E18 ... werde in 12 nm statt bisher 28 nm gefertigt

Auch die neuen Innogrit PCIe 4.0 SSD Controller werden in 16/12nm gefertigt, die PCIe 3.0 in 28nm. Dies dürfte auch deswegen gemacht werden, weil man einmal mehr CPU Power braucht, aber dafür nicht mehr Leistungsaufnahme erlauben kann, sondern lieber weniger hätte.

Du wirst doch wohl Gen 1, Gen 2 und Gen 2x2 unterscheiden können...

Sollte man erwarten, denn leider müssen wir nun mit diesen Bezeichnungen leben, da die Hersteller der Hardware sie benutzen werden. Ich finde dieses Namensschema auch Mist, aber sich dem zu verweigern, ist auch keine Lösung.

Bei mir heizt ne Evo 970 Plus das externe Icy Box Gehäuse aussen auch schon auf über 60Grad auf.

Das ist ja auch eine interne SSD und die weiß ja nicht, dass sie in einem externen Gehäuse arbeitet, während bei den Fertiglösungen die FW der SSDs so angepasst wird, das sie früher throtteln und man sich eben nicht die Finger am Gehäuse verbrennt.

Und das kühlt die SSD mit nem riesigen Pad.

Nein, ein Pad kühlt nicht, es überträgt nur die Wärme, in diesem Fall eben an das Gehäuse und dies hat dann die Aufgabe die SSD zu kühlen, was es aber offenbar nicht so gut schafft.

Möchte nicht wissen wie heiss die aufm Board ohne Kühler und ohne Luftstrom wird

Das ist dann das Problem des "Schlaumeiers", der sie so betreibt. Wer ein wenig Ahnung hat, wird dies nicht tun, außer er kann damit leben, dass die Temperatur so hoch wird und die SSD dann schon recht bald throttelt.

braucht man schon deutlich kleinere Strukturbreiten in der Fertigung des Controllers

Eben und bei allen PCIe 4.0 Controller für die bisher die Fertigungsverfahren genannt wurden, werden ja auch kleinere Strukturen von 12 bis 16nm genannt, während bei den PCIe 3.0 SSD Controllern 28nm genannt wurden.

2020 kommen die Intel PCI 4.0 CPUs 2021 PCI 5.0.

Aber wohl auch nur im Serverbereich, wenn überhaupt schon 2020/2021. Da machen die schnellen PCIe Lanes Sinn, eben für I/O. Bei PC für Heimanwender sind die Nachteile größer als der Nutzen und man sieht es ja auch an den Reaktionen auf die X570 Boards, die wegen der Kosten und der Lüfter auf dem Chipsatz, eher gemieden werden, von der hohen Leistungsaufnahme im Idle mal ganz abgesehen. Ob dann die Intel Chipsätze mit PCIe 4.0 weniger Leistungsaufnahme haben werden, wird man sehen müssen.

aus USB3.0 mach USB3.1 Gen1 mach USB3.2 Gen1

Ja so ist es eben, aber am Gen1 erkennt man immerhin, dass es jeweils 5Gb/s sind.

Zudem ist Thunderbolt kein alternatives Produkt zu PCIe

Eben, denn Thunderbolt enthält PCIe und dazu DP.

Intels derzeitige Zurückhaltung bei der Umsetzung von PCIe Gen4 und höher hat andere Gründe:

• zu komplex für 14nm Plattformen,
• zu geringer Performancegewinn,
• hohe Verlustleistung.

Warum sollte es zu komplex für 14nm Plattformen sein? Das ist doch Unsinn, die Controllerhersteller können es ja auch in den 12nm bis 16nm Prozessen umsetzen, aber bei Intel kommt nun 10nm so langsam in Fahrt und daher wird man kein PCIe 4.0 Design mehr in 14nm auflegen.

Der zu geringe Performancegewinn ist bei Desktop sicher richtig und die höhere Verlustleistung auch in 14nm schlimmer als wenn man es gleich in 10m realisiert.

 

[Che-Tah]

@Holt: ...Ja klar Server. War irgendwann mal hier auf CB (glaub im Mai)

 

[bensen]

Da wäre ich mir nicht so sicher, denn während die PCIe 3.0 Controller meist in 28nm Prozessen gefertigt werden, sind es bei den PCIe 4.0 Controller neuere und damit teurere Prozesse: Auch die neuen Innogrit PCIe 4.0 SSD Controller werden in 16/12nm gefertigt, die PCIe 3.0 in 28nm. Dies dürfte auch deswegen gemacht werden, weil man einmal mehr CPU Power braucht, aber dafür nicht mehr Leistungsaufnahme erlauben kann, sondern lieber weniger hätte.

Das betrifft ja nur die Topmodelle. Es ging ja um die kleineren, die uU mit 2 Lanes auskommen würden Wenn ich weiterhin um die 4 GB/s habe hat die CPU auch nicht mehr zu ackern. Siehe Phison E19T aus deinem Link, immer noch in 28 nm.
Desweiteren wird 12 nm das neue 28 nm, ein Brot und Butter Prozess. Der Preis für einen Wafer ist bei weitem nicht mehr so hoch wie vor ein paar Jahren. Aber sicher 28 nm ist billiger.
Die neue Generation wird die 3.0 er komplett beerben, so st wurden die nicht alle die volle Palette anbieten.

 

[Holt]

Wenn ich weiterhin um die 4 GB/s habe

4GB/s gibt es bei PCIe 4.0 x2 ja nicht mal Brutto, netto sind damit so 3,5GB/s drin.

Desweiteren wird 12 nm das neue 28 nm, ein Brot und Butter Prozess. Der Preis für einen Wafer ist bei weitem nicht mehr so hoch wie vor ein paar Jahren.

Die Kosten pro Wafer sind das geringere Problem, die Entwicklungskosten sind bei den kleinen Prozessen das große Problem, die liegen nämlich um ein Vielfaches über denen für ein 28nm Design und daher lohnt sich so ein 12nm Design nur bei hohen Stückzahlen.

In fact, it costs $271 million to design a 7nm system-on-a-chip, which is about nine times the cost to design a 28nm device, according to Gartner. “Not that many people can afford to (design chips at 10nm and 7nm) unless they have a high-volume runner and can see a return-on-investment,” said Samuel Wang, an analyst with Gartner.
...
the average IC design cost for a 14nm chip is about $80 million, compared to $30 million for a 28nm planar device, according to Gartner.

Dies liegt eben am Aufwand:

“It will take chip designers about 500 man-years to bring out a mid-range 7nm SoC to production,” Gartner’s Wang said. Therefore, a team of 50 engineers will need 10 years to complete the chip design to tape-out. In comparison, it could take 300 engineer-years to bring out a 10nm device, 200 for 14nm, and 100 for 28nm, according to Gartner.

 

[bensen]

@Holt
Deswegen steht da ja auch "um die"!

Man muss.immer den Bezug sehen. Der Artikel ist von 2016, als der Node das beste verfügbare war. Man hat in der Zwischenzeit einiges dazu gelernt. Es geht dort auch in erster Linie um SoC. Hier ist es deutlich simpler.
Es wird nicht so viel teurer sein, sonst würde man nicht Umsteigen. Marvell ja selbst bei recht schwachen Modellen.
Vieles was immer planar gefertigt wurde wird bald auf FinFet gehen, weil die Anforderungen immer weiter steigen. 12 nm wird ewig bleiben wie 28 nm. Danach wird's dann eher schnell Richtung EUV gehen. 10 und 7 nm wird keiner für simplen Design nutzen wollen.

 

[Holt]

Der Artikel ist von 2016, als der Node das beste verfügbare war.

Der neuste war damals 7nm, deswegen wird 7nm ja auch im Artikel erwähnt, die 14nm waren damals nicht mehr die beste verfügbare. Wie weit die Kosten seither gesunken sind, müsste man mal ergooglen, aber ohne die Stückzahlen zu kennen, sagt dies auch nicht so viel aus. Das die Hersteller aber nur bei neuen Controllern mit PCIe 4.0 auf diese Nodes setzen und bei denen mit PCIe 3.0 auf den bekannten 28nm Node, selbst Neuling Innogrit der ja nicht auf vorhandene Desgins zurückgreifen kann, dürfte aber ein klarer Hinweis auf die höheren Kosten bei 12-16nm Fertigung sein, denn alleine die geringere Leistungsaufnahme und damit Wärmeentwicklung wäre ja auf bei PCIe 3.0 Controllern schon ein Vorteil. Aber man macht nicht mehr als man muss und da für PCIe 3.0 SSD Controller auch 28nm reichen, hat auch Innogrit diesen Node für sein PCIe 3.0 SSD Controller gewählt.

 

[Tech_Blogger]

Wie lange werden die 28nm Nodes denn überhaupt noch angeboten?

Aber es macht schon Sinn diese Controller für 16/14/... nm zu entwickeln, dann kann man das leichter in seine Chips integrieren.

 

[Holt]

Wie lange werden die 28nm Nodes denn überhaupt noch angeboten?

Wohl noch lange, denn die SATA SSD Controller werden in noch viel älteren Nodes gefertigt.

Aber es macht schon Sinn diese Controller für 16/14/... nm zu entwickeln, dann kann man das leichter in seine Chips integrieren.

In was für Chips? Die Controller sind eigene Chips und was sollte da noch wo integriert werden? Erst recht bei einem Neuling wie Innogrit, der gerade erst seine ersten Chips vorgestellt hat.

 

[bensen]

@Holt
Sollte klar sein, dass ich von Marktreife sprach. Im Artikel geht's um die Entwicklung.
Und wie ich schon sagte. Natürlich ist der teurer, aber nicht mehr so viel. Oder warum sollte Marvell bei den Einstiegscontroller darauf setzen? Die werden nicht mehr verbraten als die Top 3.0 Controller.

@Tech_Blogger
28 nm wird's bestimmt noch 10 Jahre geben. Das ist ja jetzt noch ein Prozess für vergleichsweise komplexe Chips. Phisons SATA Flashcontroller sind noch in 40 nm. Und die ganzen simplen ICs die man in allerlei Elektrogeräte findet sind in 65, 90 oder 130 nm. Analoge Halbleiter werden noch gröber produziert.
https://images.anandtech.com/doci/13873/Q4 Split.png
Hier mal TSMCs Umsatz nach Technologie.