SSD PCIE 5.0: características y novedades

Presentados los SSD PCI Express 5, los nuevos discos duros de estado sólido que acelerarán los accesos a datos en los próximos años. Y lo hacen no solo con mayor rendimiento, sino con algunas novedades que deberías conocer. Por eso, aquí te resumimos todas las características de estos SSDs tan sorprendentes que han dejado muy buenas sensaciones en la Computex.

PCI Express 5.0: ¿qué hay de nuevo?

Las nuevas conexiones PCIe de 5ª Generación llegan con mejoras importantes. Por ejemplo, prometen transmitir a velocidades de hasta 4 GB/s de datos en paralelo por cada línea. Esto significa que las unidades de estado sólido de tipo M.2 NVMe que usan 4 carriles PCIe 5.0, podrían llegar a transmitir hasta los 16 GB/s de velocidad en teoría. Esto supone un gran paso frente a los PCIe 4.0.

Ten en cuenta que el slot PCIe 5.0 es compatible con las unidades SSD PCIe 4.0, solo que estas unidades no podrán trabajar a las velocidades de PCIe 5.0, sino que estarán limitadas a las velocidades de la versión 4.0. Esto es importante tenerlo en cuenta, ya que actualmente el mercado está dominado por unidades PCIe 4.0, y no es frecuente encontrar unidades que hayan dado el salto a la quinta generación.

Que la velocidad quede limitada es debido a que los accesos a los datos no los gestiona la propia interfaz de la placa base, sino el chip controlador flash que integran las unidades SSD.

Por otro lado, tampoco hay que olvidar que las velocidades de los SSD NVMe PCIe 5.0 no llegarán al tope que promete este estándar. Esto se debe a que algunas peticiones tardan más que otras, por lo que el tiempo de acceso total puede variar. Por este motivo, las primeras unidades PCIe 5.0 que veremos en el siguiente apartado prometen entre 12 y 13 GB/s.

Más especificaciones técnicas

• Bit Rate por lane: 32 GT/s
• Ancho de banda del enlace: 32 Gb/s
• Ancho de banda por lane: aprox. 4 GB/s
• Ancho de banda total x16: aprox. 128 GB/s
• Conector SMT mejorado.
• Mismo pinout que las versiones anteriores.
• EIEOS
• Codificación permanente 128/130
• Loss bugets entre 35 y 36 dB
• Scaled Flow Control

Soporte Compute Express Link

Como bien sabes, entre la memoria secundaria, como es el caso del SSD, y la memoria primaria, que es la RAM, tiene que haber un enlace para trasmitir datos entre ambas memorias. Recuerda que el sistema operativo gestiona la memoria virtual subiendo o bajando procesos entre la RAM y el SSD según la prioridad de dichos procesos.

Para que esto se haga sin sobrecargar el procesador para estas transferencias de datos se usa un controlador DMA, es decir, un controlador de acceso directo a la memoria que se encarga del trabajo. De esta forma, se pueden leer los datos de una memoria origen desde una unidad DMA, transmitir por un bus los datos hasta la segunda unidad DMA, y desde esta segunda unidad soltarlos a la memoria destino.

Como sabes, las unidades SSD NVMe usan el protocolo estándar PCIe para estas transferencias de las que hablamos, por lo que en un PCIe 5.0 se podrán aprovechar las velocidades de este estándar para dichas transferencias.

Además de todo esto, el software puede también afectar a las capacidades de transferencia del SSD, ya que el código puede no estar aprovechando bien estas capacidades. Para solucionar esto se ha creado la tecnología Compute Express Link o CXL. De esta forma, la CPU lo verá todo como un solo bloque de memoria homogéneo, automatizando los accesos para estas transferencias DMA de las que hemos estado hablando.

Compute Express Link es un estándar abierto para conexiones de la CPU a un dispositivo y de la CPU a la memoria de alta velocidad. Una tecnología que fue pensada inicialmente para centros de datos.

Cambios en los SSD PCI Express 5.0

Hasta ahora las unidades M.2 SSD NVMe se han lanzado con diferentes tamaños, como bien sabes, como los:

• 2280 = 22 mm x 80 mm.
• 2230 = 22 mm x 30 mm.
• 2242 = 22 mm x 42 mm.
• 2260 = 22 mm x 60 mm.
• 22110 = 22 mm x 110 mm.

Las unidades PCIe 5.0 también vendrán en diferentes dimensiones, pero parece que se aumentará el ancho hasta los 25 mm en vez de los 22 mm actuales. Este aumento de ancho permitirá colocar un disipador de calor mayor, ya que estas unidades generarán más temperatura. Esto es un problema para los diseños de equipos que cuenten con espacio ajustado para las unidades PCIe 4.0 o inferiores. Pero el nuevo hardware vendrá adaptado a ello, por lo que no hay que preocuparse.

CPU, GPU, RAM: cambios con el PCIe 5.0

Para finalizar, hay que tener en cuenta que estas unidades podrían comprimir y descomprimir datos a gran velocidad sin necesidad de sobrecargar la CPU, ahorrando así mucho espacio de almacenamiento. Esto se hace actualmente con tecnologías como NVIDIA RTX IO, AMD Smart Access Storage, mediante la API DirectStorage de Microsoft para Windows.

Sin embargo, como no todos van a tener GPUs que sena compatibles con dicha tecnología, o sistema operativo Microsoft Windows, los ingenieros se han sacado de la manga otra funcionalidad para que esta capacidad de compresión/descompresión sea built-in y no necesite de ningún modelo específico.

SSD PCI Express 5: cómo son los primeros en llegar

Ya hay dos marcas que han presentado sus primeras unidades SSD NVMe PCIe Gen 5, se trata del modelo Apacer AS2280F5 y el Zadak TWSG5. Y ya adelantan lo que serán las futuras unidades M.2 que vendrán en un futuro próximo.

Estas nuevas líneas de transferencia permitirán llegar a velocidades entre 12 y 13 GB/s en lectura y escritura secuenciales, lo que es una cifra realmente impresionante. Eso significa casi duplicar la velocidad que ahora tienen las unidades actuales de cuarta generación en los accesos a memoria.

Se espera un incremento del rendimiento en general de nada menos que de algo más del 60% respecto a la anterior generación. Algo que junto con tecnologías de GPU como las NVIDIA RTX IO y AMD Smart Access Storage, el rendimiento en general del sistema se verá bastante beneficiado. Especialmente se notará en aplicaciones con cargas E/S pesadas, como las bases de datos, videojuegos de mundo abierto, programas que necesiten muchos accesos a memoria, o en el propio arranque e instalación del S.O.

Para soportar los canales PCIe 5.0 se necesitará tener un Intel Core 12ªGen o un AMD Ryzen 7000 (Zen4) o superior, ya que estas generaciones serán las primeras en soportar las líneas de la quinta generación. Por el momento no existe ninguna placa base que admita estos SSD NVMe PCIe 5 Gen tampoco, habrá que esperar al lanzamiento de las futuras CPUs, chipsets y placas base.

Además, parece que la tendencia será usar disipadores de calor, es decir, refrigeración por aire pasiva, ya que parece que esas velocidades podrían convertir a estos elementos de disipación en un estándar de facto en el mercado, aunque aún habrá que esperar para determinar si esto es cierto o no.