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SSD

连接器、线缆和收发器!好家伙!

Anthony Constantine | 2025 年 9 月

过去三年,我一直担任一个名为 SFF 的技术工作组的主席(请注意,SFF 不是一个首字母缩写词)。SFF 的章程是“制定用于存储介质、存储网络和可插拔解决方案的技术规范,以补充现有的行业标准工作,这些规范涵盖线缆、连接器、外形尺寸和外壳尺寸、管理接口、收发器接口、电气接口及相关技术。” 简而言之,就是让来自科技公司的代表们汇聚一堂,共同规定如何制造能连接各种设备的部件。该组织已成立 35 年,定义了我们当今使用的许多基于服务器的存储外形尺寸,例如 2.5英寸 HDD/SSD、3.5英寸 HDD 和 EDSFF。

虽然该组织定义 SSD 外形尺寸,但大部分规范还是涉及各种类型的连接器和线缆、收发器,以及其他规定系统外围设备行为的规范。那么,一个从事存储工作的人为什么会关心这个呢? 假如某个地方的服务器中有块 SSD,里面存有最终需要送达终端用户的数据。这意味着,如果我想获取数据,数据就需要从 SSD 移动到连接器,通过线缆,到达另一个连接器,然后在某种板卡上被路由,到达某种处理单元,接着返回到系统板卡,再到一个连接器,最终到达一个收发器,然后不断重复这种跳跃。尽管这些组件中的每一个都是独立开发的,但总会存在某种限制因素。可能是吞吐量、功耗、成本、空间,也可能是这些因素的某种组合。

SFF-TA-1002 1C 和 4C+ 连接器

图 1:SFF-TA-1002 1C 和 4C+ 连接器 (参考: https://snia.org/sff/specifications)

解决问题:以下是这些项目的一些例子以及 SFF 的应对之道:

用于 SSD 和网络接口卡 (NIC) 的连接器:EDSFF SSD 和 OCP 定义的 OCP NIC 3.0 都使用相同的连接器(称为 SFF-TA-1002,如图 1 所示)。该连接器至关重要,因为它最终会影响我们设备的吞吐量。该连接器已做好支持 PCIe® 6.0 的准备,以便客户采纳。最近为改进 OCP NIC 3.0 的使用而增加的功能,例如突发电流容限,扩展了连接器的能力,有助于 NIC 执行更高性能的操作。

SFF-TA-1016 和 SFF-TA-1035 混合式直角连接器

图 2:SFF-TA-1016 和 SFF-TA-1035 混合式直角连接器 (参考: https://snia.org/sff/specifications)

处理单元 (xPU)/交换机到 SSD:我在博客 U.2 表现不错,但 EDSFF 可能是更优选择中提到过这一点。随着吞吐量的提高,新的信号完整性挑战不断出现。要提高 SSD 的吞吐量,就需要解决这些挑战。解决此问题的一种方法是消除一些信号完整性限制因素。我们通过创建混合式直角连接器(图 2)实现了这一点。该连接器的朝向设计为可以从 SSD 的窄边插入,从而实现更好的气流。该连接器的高速 PCIe 信号通过线缆连接到另一个可以放置在 xPU 或交换机附近的连接器,这样可以获得更好的信号完整性,从而实现更快的速度,例如 PCIe 6.0 的速度。

机箱到机架或机架到机架交换机 (TOR):随着以太网速度的提高,收发器需要同步跟进以满足吞吐量需求。SFF 为此定义机械组件。我们最近发布了 QSFP2 规范的更新,将连接器和机械元件的最高速度提高到每通道高达 224 Gb/s,从而使单个连接器的最高速度达到 800 Gb/s。这其中涉及的挑战既有电气方面的,也有机械方面的,因为既要缩小插头和插座的机械公差,又要紧固它们的锁扣方式,以改善电气性能。如果不对这些规范进行更改,每个 SSD 的吞吐量或每个机箱的 SSD 数量将会受到限制。

SFF-TA-1016 和 SFF-TA-1035 混合式直角连接器

图 3 :SFF-TA-1027 QSFP224 1x1 笼壳和连接器 (参考: https://snia.org/sff/specifications)

下一个问题:尽管 SFF 已经解决了上述问题,但对更高速度的追求并未停止。随着人工智能的进步,数据移动变得更为关键。在未来一年,需要开始着手与 PCIe 7.0 相关的工作,以确保 SSD、线缆和连接器都能支持所需的吞吐量。以太网的 448 Gb/s 及替代协议的工作也需要开展,以支持机架之间、机箱之间以及 xPU 之间的连接,因此 SFF 已启动相关工作以推动此事。尽管我任职于一家内存和存储公司,但解决这些问题能为我们的客户提供合适的系统组件,以便充分利用我们的产品。

美光核心数据中心业务部门杰出技术人员

Anthony Constantine

Anthony Constantine 是美光核心数据中心业务部门 (CDBU) 的杰出技术人员,负责美光的存储标准相关工作。他是全球网络存储工业协会 (SNIA) 委员会成员,并担任 SNIA SFF 技术工作组的联合主席,撰写并参与制定了多项规范。