Der PCIe 6.0-Standard, der von der PCI-SIG im Januar 2022 offiziell freigegeben wurde, erreicht nun eine kritische kommerzielle Nutzung. Diese Technologie verdoppelt die Datenrate pro Lane auf 64 GT/s. Wenn sie mit x16 Lanes konfiguriert ist, liefert sie eine bidirektionale Bandbreite von 256 GB/s. Dies entspricht einer Steigerung von 100% gegenüber PCIe 5.0. Zu den wichtigsten Innovationen gehört die PAM4-Signalisierungstechnologie, die mehr Daten pro Signalzyklus überträgt. Weitere Verbesserungen sind die leichtgewichtige Vorwärtsfehlerkorrektur und die FLIT-Protokolleinheit. Zusammen reduzieren sie die Bitfehlerraten bei hohen Geschwindigkeiten. Die dynamische Energieverwaltung optimiert außerdem die Effizienz, indem sie ungenutzte Kanäle automatisch in einen stromsparenden Zustand versetzt. Dadurch werden die Energiekosten für Rechenzentren erheblich gesenkt.
Leistungstests unter realen Bedingungen bestätigen diese Fortschritte. Anfang 2025 erreichten Micron und Astera Labs bei Interoperabilitätstests sequenzielle Lesegeschwindigkeiten von 27,14 GB/s. Damit wurde ein neuer Rekord für die Speicherleistung aufgestellt. Im Bereich der Controller verwendet der SM8466-Chip von Silicon Motion für Unternehmen die 4-nm-Prozesstechnologie von TSMC. Er unterstützt sequenzielle Lese-/Schreibgeschwindigkeiten von 28 GB/s und 7 Millionen zufällige IOPS. Mit einer maximalen Kapazität von 512 TB bietet er die Grundlage für KI-Training und umfangreiche Datenanalyse-Workloads.
Der Unternehmensmarkt führt die kommerzielle Einführung an
Die Nachfrage nach KI-Rechenleistung beschleunigt den Einsatz von PCIe 6.0 in Unternehmen. Samsung plant, seine flüssigkeitsgekühlte PM1763 Enterprise SSD Anfang 2026 auf den Markt zu bringen. Sie wird mit 25 Watt betrieben und bietet die dreifache Leistung der vorherigen Generationen. Muster der 9650 Enterprise SSD von Micron befinden sich bereits bei Kunden. Mit dem E3.S-Formfaktor und der Flüssigkeitskühlung zielt sie auf KI-Workloads mit hoher Parallelität ab. SK Hynix hat ebenfalls bestätigt, dass es sich der Lieferkette bis 2026 anschließen wird.
Gleichzeitig entwickelt sich der Speicher für ultrahohe Kapazitäten weiter. Produkte wie die LC9-Serie von Kioxia und der 6600 ION von Micron übersteigen jetzt 245 TB und nutzen die QLC-Technologie. Dies ermöglicht riesige KI-Datenseen. Thermische Lösungen haben sich zu einem entscheidenden Durchbruch entwickelt. Die branchenweit erste flüssigkeitsgekühlte eSSD von Solidigm wurde auf dem Flash Memory Summit 2025 mit Innovationspreisen ausgezeichnet. Sie behebt thermische Engpässe in Speicherumgebungen mit hoher Dichte.
Der Verbrauchermarkt ist mit zahlreichen Hindernissen konfrontiert
Der Verbrauchermarkt erfordert mehr Wartezeit. Der CEO von Silicon Motion, Wallace Kou, erklärte auf der COMPUTEX 2025, dass PCIe-6.0-SSDs für Verbraucher wahrscheinlich nicht vor 2030 auf den Markt kommen werden. Es gibt drei Haupthindernisse. Die Signalverschlechterung verschlechtert sich bei höheren Geschwindigkeiten. Tests von Astera Labs haben gezeigt, dass PCIe 6.0-Signale auf Kupfer nur 3,4 Zoll im Vergleich zu den 11 Zoll von PCIe 4.0 zurücklegen. Retimer-Chips kosten etwa $20 pro Einheit und sind damit für Verbraucher unerschwinglich. AMD und Intel haben der Unterstützung von Verbraucherplattformen keine Priorität eingeräumt, während es den PC-Herstellern an Motivation zur Übernahme fehlt.
Die aktuelle PCIe 5.0-Technologie erfüllt bereits die Anforderungen von Gaming und Content Creation zu geringeren Kosten. Silicon Motion geht davon aus, dass PCIe 6.0-Controller für Unternehmen 25%-30% mehr kosten werden als frühere Generationen, was die Akzeptanz bei Verbrauchern weiter verlangsamt.
Zusammenarbeit mit der Industrie fördert das Ökosystem
Die Test- und Verbindungstechnologien entwickeln sich schnell weiter. YITe Technology hat spezielle Testtools für die Validierung von OCP NIC 3.0 herausgebracht, deren Massenproduktion im zweiten Quartal 2025 beginnt. Komplementäre CXL-Speicher-Pooling-Lösungen sind im Kommen. Systeme von Samsung und SK Hynix ermöglichen fünf Servern die gemeinsame Nutzung von 5 TB Speicher über PCIe 6.0-Verbindungen und schaffen so heterogene Rechnerarchitekturen.
Auch die optischen Übertragungstechnologien entwickeln sich weiter. Der optische SSD-Prototyp von Kioxia und Kyocera unterstützt Übertragungsdistanzen von 40 Metern und zielt auf zukünftige PCIe 8.0-Standards ab. Samsung entwickelt optische Verbindungen, um die derzeitige 1-Meter-Beschränkung bei Kupferkabeln zu durchbrechen und so Ultrageschwindigkeitsverbindungen der nächsten Generation zu ermöglichen.
Fortlaufende Entwicklung der Technologie-Roadmap
Das PCI-SIG-Konsortium hat die PCIe 7.0-Spezifikation mit einer theoretischen Bandbreite von 512 GB/s veröffentlicht. Der Branchenkonsens deutet auf eine langsamere kommerzielle Einführung hin, die möglicherweise mehr als ein Jahrzehnt bis zur Durchdringung des Verbrauchermarktes benötigt. Unternehmen wie Broadcom verbessern die Wettbewerbsfähigkeit von PCIe 6.0 durch Kanalbündelung. Durch die Bündelung von 64 Lanes könnte eine Bandbreite von 1 TB/s erreicht werden, die der proprietären NVLink-Technologie von Nvidia nahe kommt.
Schaffung der Grundlagen für KI-Computing
Die grundlegende Umgestaltung von PCIe 6.0 geht über die Konnektivität hinaus und ermöglicht Rechenleistungs-Hubs. Unternehmensanwendungen kombinieren Flüssigkeitskühlung, CXL-Speicherpooling und Flash-Speicher mit hoher Kapazität, um die Architektur von Rechenzentren neu zu definieren. Auf dem Verbrauchermarkt müssen Kosten-, Energieeffizienz- und Ökosystembarrieren überwunden werden, bevor eine breite Akzeptanz möglich ist. Mit dem Fortschritt der optischen Übertragungstechnologien werden die PCIe-Standards die Zukunft der Computerinfrastruktur weiter verändern.
