U.2 成为服务器 SSD 的主流规格已逾十年。U.2 与 2.5 英寸 HDD 规格相似，能与支持 SATA、SAS 和 NVMe 的连接器配合使用，这两项因素对于 SSD 在服务器中的普及至关重要。虽然业界还有其他规格的服务器 SSD，但如今服务器中使用的绝大多数 SSD 都是 U.2，预计这种情况还将持续一段时间。
尽管如此，专为支持 PCIe® 5.0 和 PCIe® 6.0 而设计的新系统仍面临着一些需要克服的挑战。这些挑战越发暴露出 U.2 与其他外形规格（如 EDSFF）相比时的劣势，而 EDSFF 在设计时便考虑到了如何应对这些挑战。
先说结论：我认为 EDSFF 将取代 U.2。部分原因是我从事 EDSFF 的研究和推广工作已有数年。更重要的原因则是当初制定 EDSFF 规格时的种种考虑因素。存储行业需要支持灵活外形尺寸的通用存储模块，以满足企业及数据中心在计算、存储和新兴 AI 应用等方面，对各种规格 SSD 快速增长的需求。
图 1：用于 U.2 和 EDSFF 的典型 3 连接器拓扑
系统 SI 挑战：
图 1 展示了从主机端口到存储设备的典型总线拓扑，根据所用的连接器数量，称为 3 连接器拓扑。此拓扑结构与 PCIe® 3.0 和 4.0 配合良好，但在升级到 PCIe® 5.0 时遇到了很大挑战，因为随着信号传输速度增加，实现“信号眼”（通过测量确定“1”或“0”）变得更加困难。
图 2：用于 EDSFF 的典型 2 连接器和 1 连接器拓扑
为改进 3 连接器拓扑，必须减少总拓扑长度，或者使用成本更高的器件（PCB、线缆、重定时器等）。EDSFF 支持图 1 中的拓扑结构，同时也支持使用正交连接器的 2 连接器和 1 连接器拓扑（如图 2 所示）。图 2 中的拓扑移除和减少了影响信号眼的背板和连接器，从而有助于解决“信号眼”问题。
图 3：EDSFF 引脚排列
升级到 PCIe® 6.0 时，上述问题更加严重，因为它使用的信号从 1 个级别变为了 4 个级别，从而将信号眼缩小到原有大小的四分之一。这种情况下，不仅要应对关键的信号损耗问题，发送和接收对之间的噪声等因素也会引发更为严重的问题。考虑到这些，EDSFF 连接器的引脚排列（图 3）将发送和接收对进行了隔离，分别位于连接器的相对侧。
图 4：U.2 引脚排列
U.2 连接器（图 4）缺乏这种隔离设计。这会导致更高的串扰（称为“NEXT”）。这些限制使得 U.2 成为成本更高的解决方案，无论是从 SSD 还是从系统的角度而言。
图 5：E3.S 1T 与 U.2 的散热对比
散热挑战：
随着客户对 SSD 性能的要求日益增加，用于冷却 SSD 及其后方部件的散热空间变得愈发有限。图 5 显示了 E3.S 1T 和 U.2 之间的散热对比。在不同的输入空气温度下，同样容量和功率的 E3.S 所需要的冷却空气体积均少于 U.2。这一结果源自几个因素。首先，E3.S 1T 比 U.2 外形更小，因此散热时穿过和绕过它的气流更少。其次，气流在通过 E3.S 1T SSD 时的散热效率更高（阻碍气流的器件/连接器更少）。
也有一种相反的观点，认为与 U.2 相比，E3.S 系统可能需要更多的气流，因为相较于 U.2，同样的空间中可以安装更多 E3.S。不过，这取决于如何设计。系统还可以减少设备数量，并将 E3.S SSD 聚合在一起，以便将气流导向关键器件。系统还可以使用图 2 中的正交连接器，从而有助于空气流动。这些设计可以极大提高系统的散热性能。
投资方面的挑战：
开始设计 EDSFF 规格时，参与的公司便知道，这是一项面向未来的投资。公司现在面临一项决策难题：EDSFF 和 U.2 这两种互相竞争的技术需要相同的投资。随着规格的制定，各公司正在投资 EDSFF 系统和生态系统，包括 EDSFF SSD 开发，以及未来将支持 EDSFF 的系统。对 EDSFF 的投资超过了对 U.2 的投资。
结语：
技术的生命周期包括三个阶段：成本高昂的初始投资/采用阶段、技术以最低成本快速改进的黄金发展阶段，以及以较高成本尝试优化传统技术的阶段。随着 PCIe® 5.0 的普及，EDSFF 进入了黄金发展阶段。伴随着 SI 限制、散热挑战和投资挑战，U.2 不再处于黄金发展阶段。我认为，现在行业应停止对 U.2 的投资，并逐步过渡到 EDSFF 规格。
