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2022
04-20

从CPU看存储，PCIe 4.0已成高端服务器标配

随着计算机技术的发展以及网络设施的不断完善，智能手机、5G、人工智能、大数据、物联网以及智能驾驶汽车等领域得到快速发展带动了数据存储规模、计算能力以及网络流量的大幅增加，也对未来服务器和数据中心发展方向提供了参考。

 

2020年中国服务器市场出货统计（数据来源：资产信息网）

 

作为数据中心的重要核心，服务器的发展在一定程度上决定了数据中心的发展。以不同架构体系的服务器组成来看，可分为CISC服务器（x86）、RISC服务器、EPIC服务器。其中，采用Intel、AMD或其它兼容x86指令集的处理器芯片以及Windows操作系统的服务器，是目前主流的服务器架构，在2020年中国服务器市场出货量占比中达到了96.17%。

 

因此，x86处理器的发展一定程度上决定了x86服务器的发展，从而影响了整个数据中心行业，根据x86处理器发展趋势，也能一窥未来数据中心发展路程。

 

 

x86服务器市场中，在AMD推出EPYC系列服务器处理之前，Intel在服务器处理器领域几乎做到了垄断程度，市场占比一度达到98%以上。而在AMD EPYC推出之后经过三代更迭，2021年发布的Milan处理器最高可达64核心128线程的规格，更高的L3 Cache，更先进的台积电7nm 制程工艺，标配128通道PCIe 4.0扩展性能以及更具竞争力的性价比优势，让AMD在服务器处理器领域中得以反扑，在2021年第四季度达到10.7%的市占比。

 

 

根据AMD路线图显示，2022年，AMD将会正式推出第4代EPYC处理器——Genoa和Bergamo。两块处理器将会采用5nm制程工艺，支持12通道DDR5内存，频率高达5200MHz。此外还有高达128条PCIe 5.0通道，其中每条通道的带宽是目前PCIe 4.0的两倍。基于 PCIe 5.0，第4代EPYC 处理器还支持Compute Express Link (CXL)通信协议。

 

不同之处在于，Genoa面向HPC、数据中心，采用Zen 4内核，规格最高可达96核192线程。而Bergamo则是专门为原生云工作负载而设计的，将会有最多128个Zen 4c内核，Zen 4c中的“c”更是表明了面向Cloud负载场景优化的趋势。

 

 

面对AMD的强势发展，即使Intel凭借多年来的先发优势和稳定在市占比上依然处于主导地位，但在制程工艺、核心规格、I/O等多方面已稍显落后。2021年Intel推出的第3代至强处理器——Ice Lake-SP，采用了10nm制程和Sunny Cove架构，最高规格可达40核，内存方面升级到了与AMD EPYC Milan相同的8通道DDR4-3200，单颗处理器最多可提供64条PCIe 4.0通道。但其优势在于AI任务上，Xeon 8380内置了AI加速器，在MobileNet、Bert语言处理、CV和NLP推理等方面都要优于核心数更多的EPYC 7763处理器。

 

 

Intel在去年架构日上公布了第4代至强处理器Sapphire Rapids，根据相关爆料，Sapphire Rapids采用小芯片封装，内部集成四个Die，彼此通过EMIB桥接互连，核心使用Golden Cove架构，采用10nm Enhanced SuperFin工艺制造，最高规格为56核，拥有支持CXL1.1的128条PCIe 5.0通道和8通道DDR5内存。

 

同时会延续英特尔的内置AI加速策略，支持英特尔高级矩阵扩展（AMX），集成DSA(数据流加速器)、QAT(快速助手技术)、DLBoost 2.0等多种加速器。此外，Sapphire Rapids还会推出HBM版本，搭载容量为64GB的HBM2E内存。

根据AMD及Intel的处理器发展路线可以了解到，2021年是其发展重要转折点，处理器性能的提升、I/O扩展性的增强，以及两家企业你争我赶的良好竞争氛围，让x86服务器处理器在近两年内得以加速发展。

 

x86处理器的发展也对周边的存储设备起到了带动作用，让PCIe 4.0 SSD在数据中心占比大幅增长。据行业研究公司 Forward Insights在2021年第三季度的预测，2021年PCIe 4.0 在所有数据中心PCIe SSD的占比是19%，到2025年将增长至77%。

 

与此同时，华为鲲鹏920等支持PCIe 4.0 SSD的国产ARM架构处理器在中国服务器市场中占比的增长，也对PCIe 4.0 SSD的大量应用提供了硬件支持，而下一代的鲲鹏930更将支持带宽翻倍的PCIe 5.0，满足数据密集型应用高速吞吐需求。

 

根据华经产业研究院数据表示，2020年全球数据总量为51ZB，而到2025年数据总量预计将会达到175ZB。如此海量的数据存储、传输需求，只有性能更强、容量更大、更稳定耐用的存储设备才能支撑数字经济的蓬勃发展。

 

为满足未来数据中心所面临的海量数据存储和高速传输需求，宝存科技旗下PCIe Gen4 SP4E/SP4X系列固态硬盘最高容量可达7.68TB，在PCIe 4.0通道加持下最高读写速度分别可达6.5/3.5 GB/s；针对读密集型负载SP4E提供370K IOPS的7:3混合读写性能，给客户带来更好的效能体验；通过固件定制及调优，将99.99%稳态延迟降低到10ms以内，满足不同应用负载的快速响应要求；还提供高于业界标准的1.3*5Years DWPD，确保耐用性；并对多种处理器进行兼容性适配，满足各类服务器的多样化应用。面对更高性能要求的PCIe 5.0 SSD，宝存科技也将紧跟行业动态，敬请期待！

 

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