SNIA推動E2 SSD新規格，單顆容量目標上看1PB

固態硬碟（SSD）容量長期以來主要依賴NAND快閃記憶體技術進步，包括儲存單元多級化與3D堆疊。不過，隨著既有SSD外形規格多年未有重大變化，業界開始尋找不依靠製程微縮、而是透過硬體設計提高容量的新路線。儲存網路產業協會（SNIA）目前正與多家廠商合作推動EDSFF E2規格，目標讓單一SSD容量達到1 PB。

SSD容量成長逐漸受到外形規格限制

提高SSD容量通常有兩種方式：第一是在電路板上配置更多NAND快閃記憶體封裝，第二是提高單一NAND晶粒的儲存密度。前者受到SSD外形尺寸與電路板空間限制，後者則取決於半導體製程、儲存單元技術與3D堆疊能力。

過去約10年，U.2與M.2等企業及資料中心常見規格並未出現重大尺寸變化。U.2於2011年問世，M.2則於2013年推出；新一代EDSFF規格中的E1與E3系列，也已推出約8年。由於SSD外形尺寸與NAND封裝尺寸相對固定，既有規格可容納的快閃記憶體顆粒數量受到限制，因此容量成長主要依賴NAND位元密度提升。

在多級儲存單元與3D堆疊技術推動下，過去10年NAND快閃記憶體的位元密度已提高近10倍。以U.2為例，單一SSD最大容量已從10年前的15.36TB提升至目前的122.88TB，增幅超過8倍。

E2以增加顆粒數量突破容量上限

依據E2主要推動者美光（Micron）的說法，E2的開發目標是在NAND技術發展週期之外，將SSD容量提高一倍，藉此降低單位容量成本。這項構想不必等待單一NAND晶粒容量提升，而是透過SSD本身的外形與電路板設計，容納更多快閃記憶體顆粒。

在NAND技術不變的前提下，美光提出三種將SSD容量提高一倍的路線：

1. 增加既有封裝內的晶粒數量：沿用E3.S、E3.L或E1.L等既有EDSFF外形，將每個NAND封裝內的晶粒數量提高一倍。此方式可維持既有SSD外形，但製造成本較高，熱管理也更具挑戰。
2. 採用面積更大的新外形：透過更大的單層電路板，將快閃記憶體顆粒數量上限從E1與E3目前約32或48個，提高至64個以上。這種方式製造成本相對較低，也有利於散熱，但必須制定新規格並配合新的機箱設計。
3. 增加SSD厚度：採取類似E3.L 2T的設計，將厚度增加一倍，利用多層電路板容納64個快閃記憶體顆粒。其缺點是多層電路板與內部布線會推高成本，散熱更加困難，也會占用更多機箱寬度，降低單一機箱可安裝的SSD數量。

美光認為，第二種路線的成本最低。透過在較大的單一電路板上配置更多記憶體顆粒，可以避免複雜化NAND封裝與電路板設計，並相對容易進行散熱。然而，這也意味著資料中心必須導入新的機箱與周邊環境，且EDSFF規格將進一步增加複雜度。

E2規格初步特性

E2的基本需求是配置64個快閃記憶體顆粒，支援NVMe與PCIe介面，其中PCIe介面定位為PCIe 6.0以上，並盡可能沿用既有EDSFF E1與E3的設計特性。E2名稱一方面與2U尺寸概念相關，另一方面也代表其尺寸與設計結合E3及E1系列的特徵。

從外觀來看，E2可視為大幅拉長的E3，或接近拉長版的U.2。更大的尺寸可讓單層電路板配置64個以上的NAND封裝，這是其提升容量的主要方式。

單顆1PB與單機櫃40PB的容量目標

E2的規格發展目標，是在相對簡單的單一電路板設計下，提供最高1PB容量，並支援PCIe 6.0以上的NVMe介面。不過，其預期功耗最高達80瓦，明顯高於目前E3.L最高40瓦及U.3最高25瓦的水準，因此需要搭配專門設計的機箱與冷卻系統。

在專用2U高密度機箱中，預期可安裝40組E2 SSD，理論上可提供最高40PB儲存容量。這顯示E2的主要價值在於儲存密度與容量，而非追求最高效能。

目前E2較適合定位為溫儲存（Warm Storage），介於高效能熱儲存SSD與低速、大容量冷儲存設備，例如硬碟之間。它的訴求是以相對適中的效能，提供超大容量SSD儲存空間。

NAND容量提升使1PB目標逐步接近

目前業界已有高容量NAND顆粒可支撐E2的發展方向。鎧俠（Kioxia）推出的BiCS8 218層QLC記憶體顆粒容量達8TB，若配置64個，理論上可提供約512TB，接近文中所稱的500TB級別。未來若採用容量更高、基於300層以上3D堆疊技術的新一代NAND顆粒，單一E2 SSD達到1PB的條件將更為成熟。

不過，這些容量推算仍取決於實際採用的NAND顆粒、控制器、錯誤修正、預留空間與產品設計，不能直接等同於每一款E2產品的可用容量。

規格制定與原型產品進展

在美光、Meta、微軟、Pure Storage、三星及SanDisk等業者支持下，SNIA正推動SFF-TA-1042規範，並以此制定EDSFF E2 SSD規格。E2最初的0.01版草案於今年3月發布，0.02版草案於5月釋出，預定在今年夏季完成規格制定。

OCP組織也正發展搭配E2 SSD的伺服器機箱與冷卻機構。目前美光與Pure Storage已展示E2 SSD原型，美光原型容量據稱超過500TB，Pure Storage則展示300TB版本。

Pure Storage在今年5月的OCP技術專家對談中，說明其E2控制器與記憶體顆粒配置研究，確認在E2外形中配置64個NAND快閃記憶體顆粒及控制器等元件具備可行性，並公開300TB E2原型照片。

Pure Storage也早在兩年前預告，計畫於2026年推出300TB的DFM（DirectFlash Module）儲存模組，並於今年6月再次宣布300TB DFM即將推出。DFM是該公司用於FlashArray與FlashBlade等儲存設備的專屬規格，雖然不等同於E2，但兩者都採用2U高度、較一般SSD更長的快閃儲存模組外形。因此，Pure Storage的E2原型可能參考了其高容量DFM模組的相關經驗與技術；這屬於基於外形與產品脈絡的推測，並非已確認的產品細節。

導入E2仍面臨功耗、散熱與基礎設施挑戰

E2透過增加NAND顆粒數量提高容量，能降低對單一顆粒製程進步的依賴，也可能改善單位容量成本。然而，80瓦級功耗代表資料中心必須重新評估供電、散熱與機櫃配置。新外形也需要伺服器機箱、背板、連接介面及冷卻系統配合，短期內不會像既有U.2或E3 SSD一樣直接置換。

目前E2仍處於規格制定與原型展示階段，正式規格、實際產品容量、效能、功耗及部署成本仍可能調整。微軟目前已發布搭配E2 SSD的2U機箱CAD圖樣，但其他具體機箱產品資訊仍有限。隨著SNIA完成規格，以及OCP與各家儲存業者持續推進，E2能否成為資料中心高容量溫儲存的通用方案，仍有待後續產品化與實際部署驗證。