Unter „Ultra QLC“ versteht SanDisk eine neue Reihe von Enterprise-SSDs, bei denen eine möglichst hohe Speicherkapazität im Fokus steht. Heute gibt es aber erst einmal nur weitere Info-Happen zur 256-TB-SSD der Serie SN670 und deren Verfügbarkeit. Dynamische Taktraten und der Verzicht auf einen SLC-Modus gehören dazu.

Ultra QLC von 128 TB bis 512 TB

Im Februar hatte SanDisk eine ambitionierte Roadmap präsentiert. Diese besagt, dass bereits im Jahr 2026 eine 256-TB-SSD des Herstellers, der inzwischen wieder unabhängig von Western Digital agiert, den Markt erreichen wird. Bereits 2027 soll auf 512 TB verdoppelt werden. So wurde zumindest der anfängliche Weg zur Petabyte-SSD grob umrissen.

Die technische Basis bildet neuer NAND-Flash-Speicher mit der branchenweit höchsten Speicherkapazität von 2 Tbit (256 GByte) pro Die. Dabei handelt es sich um den BiCS8-Flash in der QLC-Version mit 4 Bit pro Zelle, den SanDisk gemeinsam mit Kioxia entwickelt hat. Jüngst hat allerdings Micron mit seinem G9 QLC aufgeschlossen und bietet ebenfalls 2-Tbit-Chips.

Passend zum Speichertyp spricht SanDisk bei den SSDs mit ultrahoher Speicherkapazität, die eigens für Rechenzentren bestimmt sind, von „Ultra QLC“.

SanDisk SN670

Auch ein konkretes Produkt hatte SanDisk im Vorfeld angekündigt: die SanDisk DC SN670. Gezeigt im 15 mm hohen 2,5″-Gehäuse (U.2) soll sie bisherige QLC-SSDs mit 128 TB insbesondere beim wahlfreien Zugriff mit mehr Leistung überbieten.

Zu dieser PCIe-5.0-SSD mit hauseigenem Controller, bei dem es sich bereits um „Stargate“ handeln könnte, macht SanDisk jetzt zum Auftakt der Fachkonferenz Future of Memory and Storage (FMS) nähere Angaben, ohne jedoch allzu sehr ins Detail zu gehen.

Kein SLC-Modus

Was heutzutage selbst bei SSDs mit TLC-Speicher üblich ist, soll es bei der SN670 nicht geben: einen SLC-Schreibpuffer, der vorerst mit 1 Bit pro Zelle schreibt, um den Vorgang deutlich zu beschleunigen. Stattdessen bedeutet „Direct Write QLC“, dass die Daten eben direkt im QLC-Modus mit 4 Bit pro Zelle geschrieben werden. Das biete unter anderem mehr Sicherheit bei einem Stromausfall, argumentiert SanDisk. Doch in der Regel leidet der Durchsatz darunter. Hier bleibt abzuwarten, wie schnell die SSDs wirklich schreiben.

• Direct Write QLC, which eliminates SLC buffering by enabling power-loss safe writes on the first pass
• BiCS8 2Tb QLC die that doubles storage density while maintaining compact die sizes
• UltraQLC power optimization, which uses Dynamic Frequency Scaling for up to 10% higher performance for a given power level² (projected)
• Scalable multi-core controller that helps ensure high throughput and endurance at extreme capacities
• Data Retention (DR) profile that reduces DR recycles by up to 33 percent³(projected), improving drive reliability, resilience and continuous access to data while decreasing power consumption

² Source: Sandisk internal testing vs when Dynamic Frequency Scaling is disabled
³ Source: Sandisk internal testing vs SANDISK SN655

SanDisk

Dynamische Frequenzen

Was bei CPUs und GPUs längst üblich ist, soll bei der SN670-SSD zugunsten einer verbesserten Energieeffizienz ebenfalls Einzug halten. Gemeint sind dynamisch wechselnde Taktraten für den Controller, der letztlich auch nur eine CPU darstellt. Dadurch erwartet SanDisk bei gleicher Leistungsaufnahme eine um bis zu 10 Prozent höhere Performance, doch auch hier fehlt es an Kontext zur genauen Einordnung.

Bei dem „skalierbaren Mehr-Kern-Controller“ könnte es sich um den oben angesprochenen Stargate-Controller handeln, auf den SanDisk große Stücke hält. Zudem soll die Zahl der „Data Retention Recycles“ um ein Drittel gegenüber der SN655-Serie reduziert werden können. Dabei dürfte das bei QLC-Speicher insbesondere wichtige Auffrischen der Daten in den Speicherzellen gemeint sein. Je weniger aufgefrischt werden muss, desto weniger Schreibzyklen werden dafür benötigt, was den Speicher haltbarer macht und letztlich auch Energie einspart.

Erst 2026 kommen die SSDs

Während SanDisk zuvor zumindest die Verfügbarkeit der DC SN670 mit 128 TB für 2025 angegeben hatte, soll nun sowohl dieses Modell als auch die 256-TB-Version erst im ersten Halbjahr erscheinen. Den Anfang macht das gezeigte U.2-Format, weitere Formfaktoren seien aber geplant.

Nächstes Jahr könnte die SanDisk DC SN670 mit 256 TB dann auf die Micron 6600 ION treffen, die ebenfalls 256 TB bieten wird. Micron gibt allerdings direkt den nutzbaren Speicherplatz mit 245,67 TB an, der auch für die SN670 gelten dürfte. Passend dazu führt SanDisk die SN670 mit 122,88 TB nutzbarem Speicher auf.

Eckdaten zum 128-TB-Modell

Zu diesem Modell gibt es auch bereits Eckdaten: 13.700 MB/s beim sequenziellen Lesen, 3.600 MB/s beim sequenziellen Schreiben sowie 2,3 Millionen IOPS beim wahlfreien Lesen und 55.000 IOPS beim wahlfreien Schreiben stehen im Datenblatt.

Schon seit 22 Jahren ist beim Schnittstellenstandard PCI Express eines sicher: Der Durchsatz verdoppelt sich alle drei Jahre. Und genau das soll auch mit der kommenden Revision so bleiben: Jetzt wurden die Ziele für PCIe 8.0 offiziell formuliert. Kombiniert in beide Richtungen geht es auf bis zu 1 TB/s hinauf.

Keine Überraschung, doch allemal bemerkenswert

Wie schnell wird die nächste PCIe-Generation? Diese Frage war in den vergangenen 22 Jahren seit der Einführung von PCI Express immer leicht zu beantworten, denn stets wurde der Durchsatz schlicht verdoppelt. Im Jahr 2003 begann es mit PCIe 1.0 und einer Übertragungsrate von 4 GB/s als Maximum im Betrieb mit 16 PCIe-Lanes (x16). Im Dual-Simplex-Betrieb mit einer Datenübertragung in beide Richtungen sind es entsprechend 8 GB/s, was von der für den Standard zuständigen PCI-SIG auch stets als Bestwert angegeben wird. Mit PCIe 2.0 ging es hinauf auf 16 GB/s, PCIe 3.0 erhöhte auf 32 GB/s, PCIe 4.0 auf 64 GB/s und das aktuelle PCIe 5.0 schafft 128 GB/s simultan in beide Richtungen.

Noch in diesem Jahr soll PCIe 6.0 den Markt erreichen und 256 GB/s bieten. Erst im Juni 2025 wurden die Spezifikationen für PCIe 7.0 mit 512 GB/s verabschiedet. Dass es bei PCIe 8.0 nun also auf 1.024 GB/s respektive 1 TB/s hinaufgehen soll, ist alles andere als überraschend.

Sofern dies erneut gelingt, ist diese konstante Weiterentwicklung aber wirklich bemerkenswert. Voraussichtlich 2028 sollen die Spezifikationen von PCIe 8.0 in Stein gemeißelt sein. Auch der Zeitrahmen würde exakt zum bisherigen 3-Jahres-Rhythmus passen.

So sehen die Pläne für PCIe 8.0 aus

Die Bitrate erhöht sich bei PCIe 8.0 auf 256 GT/s, sie ist demnach doppelt so hoch wie bei PCIe 7.0 und viermal so hoch wie bei PCIe 6.0. Mit diesen Vorgängern teilt sich PCIe 8.0 die PAM4-Signaltechnik. Wie erwähnt steigt die maximale Übertragungsrate auf 1 TB/s bei bi-direktionaler Übertragung. In eine Richtung sollen entsprechend 512 GB/s übertragen werden können. Das gilt jeweils für das Maximum von 16 Leiterbahnen, wie sie etwa bei Grafikkarten üblich sind. Bei einer x4-Konfiguration, wie sie bei SSDs gängig ist, wären 128 GB/s (brutto) möglich. Zum Vergleich: Die ersten SSDs mit PCIe 6.0 x4 werden es auf rund 30 GB/s bringen.

Während die Pläne zur Geschwindigkeit konkret und von der eigenen Tradition festgelegt sind, sind andere Punkte noch nicht so eindeutig. So soll etwa der Einsatz einer neuen Verbindungstechnik geprüft werden. Details gibt es dazu aber noch nicht. Hier könnten die optischen PCIe-Verbindungen ins Spiel kommen, an denen schon seit einigen Jahren in einer Arbeitsgruppe gefeilt wird.

Optische Verbindungen könnten dabei helfen, nicht nur die Leistungsziele zu erreichen, sondern auch die Übertragung in puncto Energiebedarf effizienter zu gestalten. Eine geringere Leistungsaufnahme steht ebenso auf der aktuellen Wunschliste der PCI-SIG. Dass die Abwärtskompatibilität zu vorherigen Generationen beibehalten werden soll, versteht sich praktisch von selbst.

PCIe 8.0 vor allem für Rechenzentren relevant

Während private Computer bisher noch problemlos mit PCIe 4.0 auskommen und nicht zwingend PCIe 5.0 erfordern, kann es in modernen Rechenzentren gar nicht schnell genug gehen. Der Analyst Reece Hayden formuliert es so:

„Rechenzentrumsnetzwerke bereiten sich bereits auf die Implementierung der PCIe 6.0-Technologie vor und zeigen großes Interesse an der PCIe 7.0-Spezifikation. Die Einführung der PCIe 8.0-Spezifikation stellt sicher, dass die Bandbreitenanforderungen der Branche auch in Zukunft erfüllt werden.“

Dementsprechend ziele die PCIe-8.0-Spezifikation „auf die Unterstützung neuer Anwendungen wie Künstliche Intelligenz/Maschinelles Lernen, Hochgeschwindigkeitsnetzwerke, Edge-Computing und Quantencomputing sowie datenintensive Märkte wie die Automobilindustrie, Hyperscale-Rechenzentren, Hochleistungsrechner (HPC) sowie Militär/Luftfahrt ab“, schreibt die PCI-SIG in ihrer aktuellen Pressemitteilung.

Die aktuellen Zeitpläne

Zwischen dem Tag der Veröffentlichung der ersten Spezifikation bis zum Erscheinen der ersten Produkte liegen stets einige Jahre. Und so darf zwar mit der Spezifikation für PCIe 8.0 im Jahr 2028 gerechnet werden, fertige Produkte sind aber nicht vor 2031 zu erwarten. Zuletzt hat sich der Abstand zwischen der Komplettierung der ersten Spezifikation (Version 1.0) bis zur Aufnahme der ersten Produkte in die öffentliche PCI-Integratorenliste sogar vergrößert. Lagen bei PCIe 4.0 noch knapp zwei Jahre dazwischen, waren es bei PCIe 5.0 schon drei Jahre.

PCIe 6.0 zieht sich hin

Und ob PCIe 6.0 wirklich noch in diesem Jahr seinen Weg in verfügbare Produkte findet, ist noch nicht gesichert. Dabei ist die Spezifikation 1.0 für PCIe 6.0 bereits dreieinhalb Jahre alt.

Dass an PCIe 6.0 immer noch gefeilt wird, zeigt sich auch an den Zwischenschritten. Noch im Juni war PCIe 6.3 die jüngste Fassung, jetzt steht für Juli bereits die Version 6.4 in den Büchern.

ComputerBase hat Informationen in diesem Artikel von der PCI-SIG unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der frühestmögliche Veröffentlichungstermin.