SSDs im Turbo-Wandel!

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Wenn Sie in Ihrer Anwendung den Datentransfer brachial schnell beschleunigen wollen, dann führt kein Weg an einer PCIe® SSD vorbei.

Aber warum sehen Sie jetzt ausgerechnet „Schnecken“, wenn wir von einem „Turbo-Wandel“ bei SSDs sprechen?

Es geht um die Schnittstelle im Gehäuse, denn SSD ist nicht gleich SSD. Da können wir durchaus von einem „Turbo-Wandel“ sprechen, wenn Sie von einer SATA zur PCIe® Schnittstelle wechseln.

Dies bedeutet für Sie in Zahlen: Von 6 Gb/s auf 8,00 GB/s, von einspuriger Landstraße auf 8-spurige Fast-Lane.

Mit der Einführung der Serial ATA (SATA) im Jahr 2000 war es möglich, Daten seriell (Bit für Bit) zu übertragen. Höhere Kompatibilität, Geschwindigkeit und Speicherkapazität, setzten dabei neue Maßstäbe in der Welt der Speicher. 

Das im Jahr 2003 eingeführte PCIe® (PCI Express) Interface löste sie als neueste Schnittstelle mit hoher Bandbreite im Jahr 2020 als meistverkauftestes SSD Interface ab.

Für die Datenübertragung verwendet PCIe® die sogenannten ,,Lanes‘‘. Diese bestehen aus jeweils vier Leiterbahnen, von denen zwei für das Senden und zwei für das Empfangen von Daten genutzt werden. Das Interface kann dabei von einer oder 2, über 4 und 8 bis hin zu 16 Lanes besitzen, was eine Erhöhung der Datenrate mit sich bringt.

Interface Generationen mit ihrer Interface Bandbreiten und Netto-Übertragungsraten
Dabei lassen sich die PCIe® -Speicher in unterschiedliche Generationen unterteilen (kurz Gen.). Diese reichen von Gen. 1.0 bis 6.0, wobei der offizielle Marktstart von industrietauglichen Produkten der 5. und 6. Generation noch aussteht. Erste Produkte der 5. Generation in industrietauglicher Ausführung sind ab dem zweiten Halbjahr 2022 erhältlich. Mit jeder neuen Entwicklungsstufe, stieg mit ihr auch die Performance.

Interface / Datenrate Interface Bandbreite Max. Netto Übertragungsrate
SATA Revision 3.x 6 Gb/s 600 MB/s
PCIe Gen2 x4 5 GT/s 2,0 GB/s
PCIe Gen3 x4 8 GT/s 3,938 GB/s
PCIe Gen4 x4 16 GT/s 7,877 GB/s
Gb: Giga Bit, GB: Giga Byte, GT: Giga Transfers, Giga = 109

Aufgrund der größeren Anzahl an Kanälen, schaffen sogar PCIe® Module aus der Einstiegsklasse zwei bis dreimal höhere Geschwindigkeiten als die älteren Generationen der SATA 3.0 SSDs.

In der Praxis können diese Werte, vor allem unter Temperatureinfluss, stark variieren! Mehr dazu finden Sie im Abschnitt „Thermisches Verhalten…“

Formfaktoren & Kapazität:
PCIe® Schnittstellen sind in jeglichen Formfaktoren wiederzufinden. Darunter die klassischen 2.5‘‘ U.2, mit dem x4 PCIe Interface oder auch die Weiterentwicklung U.3.

Aber auch die klassischen M.2., in ihrem schlanken Design bringen die Leistung des Interfaces mit sich. Und für wen es ganz kompakt sein soll, für den gibt es die CFexpress® – Karte oder noch kleiner, lötbare BGA Lösungen. Kapazitäten von 32 GB bis hin zu 32 TB, bieten Ihnen eine vielfältige Auswahl.
Somit können Sie sich sicher sein, dass auch für Sie das Richtige dabei ist!

Thermisches Verhalten von SATA und PCIe®
Die bereits genannten hohen Performancewerte erfordern auch ebenso leistungsfähige Controller. PCIe® Controller haben deshalb die Eigenschaft, verglichen mit SATA Controllern, deutlich mehr Abwärme zu erzeugen. Deshalb besitzen nahezu alle PCIe® Module eine thermische Drossel, um den Controller vor Überhitzung zu schützen. Dieser Mechanismus wird meist in verschiedene Schutzstufen unterteilt, die bei steigenden Temperaturen die Datenrate reduzieren. Dies kann zu stark schwankenden Performancewerten führen. Jedoch gibt es in industriell tauglichen PCIe® SSDs Features, um diese Schwankungen zu reduzieren. Schematisch kann sich dies wie folgt darstellen:

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High-End aber Auswahl ohne Ende !

Xmore ATP EXASCEND
KIOXIA KINGSTON NGD

PCIe®-Module zeichnen sich besonders durch ihre schnelle Schnittstelle und maximale Leistung bei geringerem Stromverbrauch aus. Bei industriellen Applikationen, bei denen große Datenmengen so schnell wie möglich analysiert werden müssen, kann das Interface seine Stärken ausspielen.

Mit GLYN als Ihren Partner an der Seite, erhalten Sie professionelle und zuverlässige Unterstützung. Angefangen bei der Auswahl & individuellen Konfiguration Ihrer Lösung bis hin zur vollständigen Implementierung in Ihre Applikation.

Nutzen Sie unsere Expertise im Design-In Prozess. Genießen Sie bei der Auswahl der richtigen SSD den Vorteil zuverlässiger Prozesse und sichern Sie sich die Beratung vom Experten.

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Weitere Informationen halten wir gerne auf Anfrage für Sie bereit. Weitläufige Anpassungsmöglichkeiten, wie Heat Sinks und Airflow Kalkulation u.v.m. warten auf Sie!

PCIe® und „PCI Express“ ist eine Handelsmarke der PCI‐SIG.
CFexpress® ist eine Handelsmarke der CFA.

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