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Kioxia lance les premiers SSD NVMe en PCIe 5.0

Les nouveaux CD8 pourraient théoriquement atteindre les 15 Go/s de débit autorisé sur la prochaine génération de serveurs. En attendant, ils frôlent le plafond des actuels bus PCIe 4.0.

Yann Serra
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Publié le: 31 mars 2022

Kioxia lance une nouvelle famille de SSD NVMe capables de communiquer sur quatre canaux PCIe 5.0, soit un débit théorique qui pourrait grimper jusqu’à 15 Go/s. L’avantage de ces modèles CD8-V et CD8-R est qu’ils sont présentés au format 2,5 pouces, le plus courant parmi les serveurs et les baies de disques. L’inconvénient, en revanche, est qu’aucun de ces équipements n’est à l’heure actuelle compatible PCIe 5.0.

« En effet, les CD8 sont présentés comme des SSD PCIe 5.0, mais ils sont également optimisés pour un usage en quatre canaux PCIe 4.0 sur les serveurs et baies de stockage actuels. Nous pensons que les prochaines générations de ces machines, apportant le support du PCIe 5.0, arriveront sur le marché dès le second semestre de cette année », commente Ilya Cherkasov, la cheffe produits de la division SSD d’entreprise chez Kioxia.

Un argument pondéré par Don Jeanette, du cabinet d’études Trendfocus : « l’adoption du PCIe 5.0 n’est pas pour demain. La plupart des entreprises utilisent aujourd’hui des SSD NVMe en PCIe 3.0 et le passage au PCIe 4.0 n’en est qu’à ses débuts. Après, cela ne fait pas de mal de pouvoir acquérir dès maintenant des SSD qui resteront compatibles avec les équipements de demain », dit-il, au micro de nos confrères de TechTarget USA.  

En l’occurrence, les bus PCIe 4.0 sont supportés par les serveurs à base d’AMD Epyc depuis 2019 et par ceux à base d’Intel Xeon depuis seulement l’année dernière. Intel, lancé dans une course technologique pour rattraper son retard, a récemment annoncé que sa prochaine génération de processeurs, attendue pour la fin de cette année, supporterait déjà les bus PCIe 5.0. Il est probable qu’il faille attendre 2023 pour voir arriver sur le marché les premiers serveurs et baies de disques capables d’en tirer parti.

Kioxia avait déjà été le premier à lancer des SSD NVMe en PCIe 4.0, les CD6, en 2020, plus d’un an avant qu’Intel ne supporte officiellement ce bus.

7,2 Go/s en PCIe 4.0

Dans le détail, les SSD CD8-V sont les modèles qui supportent autant les lectures que les écritures, tandis que les CD8-R sont plutôt optimisés pour les applications qui lisent plus souvent qu’elles n’écrivent (par exemple un stockage depuis lequel sont diffusés des vidéos). La différence ? Les premiers offrent des capacités qui vont de 800 Go à 12,8 To et supportent trois réécritures intégrales par jour. Les seconds sont plus capacitifs, de 960 Go à 15,36 To, mais ne supportent qu’une réécriture intégrale par jour.

En réalité, il est probable qu’il s’agisse exactement des mêmes SSD dans les deux cas. Mais, sur les CD8-V, une partie de l’espace de stockage est utilisée pour répartir les réécritures afin de minimiser les cellules de mémoire NAND. Celle-ci est de type TLC sur les deux modèles. La NAND TLC s’use moins vite que la NAND QLC, laquelle est en revanche plus capacitive, la différence étant de 25 % pour chacune de ces caractéristiques.

Kioxia annonce que les CD8 ont pu être testés avec des débits allant jusqu’à 7,2 Go/s et une quantité d’accès grimpant jusqu’à 1,25 million d’IOPS. Manifestement, ces mesures auraient été effectuées sur un bus PCIe 4.0. Selon un tableau récapitulatif bien commode que fournit le constructeur, un canal PCI 5.0 est censé avoir un débit maximal de 3,94 Go/s, contre 1,97 Go/s pour un canal PCIe 4.0. Soit un plafond de 15,75 Go/s sur quatre canaux PCIe 5.0 (et 7,88 Go/s en PCIe 4.0). On notera que les slots PCIe supportent de communiquer sur seize canaux (31,5 Go/s en PCIe 4.0 et 63 Go/s en PCIe 5.0), mais seules des extensions comme les cartes GPU utilisent cette possibilité.

En tout état de cause, les cellules NAND sont loin de pouvoir se rafraîchir aussi vite. Pour supporter des lectures/écritures à la vitesse des bus PCIe, les fabricants conçoivent leurs SSD en superposant des couches de NAND, lesquelles sont accédées en parallèle. Sur les CD8, la NAND TLC comprend 112 couches, contre 96 couches sur ses modèles CD6 et CD7 précédents. Et encore : en théorie, ce nombre de couches est encore loin de suffire pour supporter le débit offert par quatre canaux PCIe 4.0.

Selon des tests menés récemment, la plupart des SSD capables de frôler le plafond du bus PCIe trichent : les chiffres annoncés ne sont pas ceux de la NAND, mais d’une mémoire DRAM qui sert de tampon. Problème, cette DRAM, beaucoup plus chère que la NAND, a une taille très limitée. Lorsqu’elle est remplie, souvent au bout d’à peine une ou deux minutes d’écritures intensives, les débits mesurés sont divisés par dix.  

À date, les seules unités SSD capables de supporter les mêmes débits que les bus PCIe, et surtout de les maintenir tout au long d’une écriture, sont les Optane d’Intel. Ces SSD ne sont pas faits de NAND, mais de mémoire 3D XPoint, dont la vitesse est proche de celle de la DRAM.

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