Форм-факторы накопителей E1 и E3 EDSFF заменят M.2 и 2.5" в SSD-устройствах

EDSFF E3

Спецификация EDSFF E3 включает четыре основных форм-фактора:

• E3.L (long) и E3.S (short),
• каждый из которых может быть одинарной (single) или двойной (double) ширины.
• Одинарная ширина составляет 7.5 мм,
• Двойная ширина — 16.8 мм.

Если вы задаётесь вопросом, почему не просто 7.5 мм × 2 = 15 мм, то дело в следующем:
16.8 мм — это сумма двух устройств по 7.5 мм плюс воздушный зазор 1.8 мм между ними, необходимый для охлаждения.

Некоторые производители обозначают:

• одинарную ширину как «1T» (от слова thin или thick),
• двойную ширину как «2T» (от two-thick / толстый).

Устройство E3.S 1T по своим размерам приблизительно соответствует накопителю формата U.2 / U.3 2.5″. Однако E3.S использует пространство чуть эффективнее — дополнительное место высвобождается за счёт отсутствия лотков (drive trays), которые традиционно применялись в 2.5″ решениях.

Ключевой момент здесь — это то, что форм-фактор EDSFF фактически стал первым переосмыслением конструкции устройств хранения, ориентированных на дата-центры, с момента появления 2.5″ жёсткого диска в 1988 году.

Ранее твердотельные накопители SATA, SAS и NVMe продолжали использовать форм-фактор 2.5″, чтобы сохранить совместимость с HDD. Однако эта совместимость теряет актуальность, поскольку 2.5″ жёсткие диски давно перестали быть приемлемым вариантом с точки зрения производительности для ЦОДов.

Этот сдвиг и стал катализатором перехода:

• SSD на новые специализированные форм-факторы (например, E1 и E3),
• а жёсткие диски — в ёмкие системы на базе 3.5″ и только для хранения больших объёмов холодных данных (storage tiering).

Традиционные производители серверов используют устройства E3.S 1T и 2T как вариант для упрощённого перехода заказчиков на новое поколение накопителей.

Например, HPE предлагают серверы ProLiant с заменяемыми корзинами для накопителей, которые позволяют устанавливать как:

• традиционные 2.5″ U.3 накопители,
• так и современные устройства форм-фактора E3.S 1T или 2T.

Такой гибкий подход снижает барьер для перехода на EDSFF, обеспечивая обратную совместимость и плавную миграцию.

Dell EMC также продемонстрировала конфигурации с накопителями E3 — до 40 устройств в одном сервере.

Причём как HPE, так и Dell EMC рассматривают применение форм-фактора E3 не только для SSD, но и для таких компонентов, как:

• память класса хранения данных (SCM),
• GPU,
• FPGA,
• сетевые адаптеры (NIC),
• и другие ускорители обработки данных.

Благодаря тепловым профилям в диапазоне от 25 до 70 Вт, форм-фактор E3 способен обеспечивать охлаждение даже для таких устройств, как DPU и ускорители ИИ уровня NVIDIA T4. Это делает E3 универсальной платформой не только для хранения, но и для вычислений, и сетевой инфраструктуры.

Для тех, кто интересуется связью между форм-факторами E3 и E1, которую мы обсуждали ранее: у них одинаковый базовый разъём PCIe x4.

Это означает, что несмотря на различия в габаритах и назначении, оба форм-фактора используют совместимую электрическую и логическую основу, что облегчает унификацию платформ и упрощает проектирование бэкплейнов и контроллеров.

Существуют также концепции, предполагающие установку накопителя формата E1 в корпус формата E3.

Дополнительная высота форм-фактора E3 также позволяет использовать разъём x8, что может быть важно в случаях, когда требуется больше линий PCIe.

Для понимания контекста: E3 позиционируется как замена двухпортовым NVMe и SAS SSD.
Кроме того, для устройств с энергопотреблением до 70 Вт может потребоваться увеличение пропускной способности — и, соответственно, число линий интерфейса.

Если вспомнить приведённые ранее в статье данные о доле рынка, ожидается, что E3 не достигнет таких же объёмов, как E1.S, но, тем не менее, вокруг E3 наблюдается значительная активность со стороны индустрии.

Фиксаторы и другие особенности форм-факторов

Есть ещё несколько интересных аспектов форматов EDSFF, которые стоит кратко упомянуть. Один из них — пожалуй, самый любопытный.

Как уже говорилось ранее, накопители форматов E1 и E3 разрабатывались с расчётом на установку напрямую в шасси, без использования корзин и салазок (drive trays / caddies). Для 2.5″ накопителей именно такие лотки обычно содержат защёлки (latches), обеспечивающие удержание накопителя в посадочном месте.

Однако спецификация EDSFF в текущей версии не включает единый стандарт для фиксирующего механизма. Это оставляет реализацию замка или защёлки на усмотрение производителей шасси и накопителей.

Есть несколько официальных объяснений, почему в спецификациях EDSFF E1 и E3 отсутствует стандартный фиксатор, но давайте посмотрим на вещи реально.

Истинная причина в том, что крупные OEM-производители серверов просто не хотят стандартизировать защёлку. Если бы существовал единый механизм фиксации, любой производитель мог бы выпускать совместимые накопители, и они бы работали в любом сервере с поддержкой EDSFF.

Однако компании вроде Dell, HPE и Lenovo зарабатывают на продаже накопителей в фирменных корпусах и лотках (салазках), поэтому даже такой простой механический элемент, как защёлка, имеет своё значение с точки зрения прибыли.

Кроме того, единый фиксатор нарушил бы эстетическую унификацию: цвета и дизайн накопителей, которые в реальности никто не видит в стойках ЦОД, но которые должны совпадать с дизайном серверов.

Хочется надеяться, что отрасль со временем решит этот вопрос, ведь стандартизация таких элементов — это путь к повторному использованию оборудования и построению экономики замкнутого цикла.

Помимо этого, новый разъём формата EDSFF изначально спроектирован для эпохи PCIe Gen5 и Gen6, включая поддержку устройств, подключённых через CXL (Compute Express Link).

Новая электрическая спецификация обеспечивает лучшую целостность сигнала, что позволяет избежать необходимости использования ретаймеров (retimers) для PCIe Gen5 и CXL 2.0. А это, в свою очередь, снижает стоимость серверов, упрощает топологию и повышает надёжность соединения.

Заключение

Надеемся, этот обзор помог лучше понять, каким будет следующее поколение SSD, а шире — низкопрофильных PCIe- и CXL-устройств нового форм-фактора.

На настоящий момент все ведущие мировые производители представили шасси с накопителями EDSFF E3, что даёт основания говорить о сформировавшемся отраслевом стандарте. Переход к этому форм-фактору позволяет существенно повысить плотность компоновки, упростить систему охлаждения и обеспечить совместимость с современными интерфейсами PCIe Gen5/Gen6 и CXL. В ближайшие годы EDSFF E3 станет ключевым элементом серверной инфраструктуры, заменяя устаревшие форматы и открывая новые возможности для масштабируемых и энергоэффективных решений.