CXL 3.0的帶寬成功翻倍

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）從這幾年發(fā)布的服務(wù)器硬件來看，無論是CPU、GPU還是新興的DPU，大家都會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)參數(shù)的出場(chǎng)率越來越高，那就是帶寬，尤其是對(duì)于高性能加速器、系統(tǒng)內(nèi)存和邊緣網(wǎng)絡(luò)硬件來說?？v觀服務(wù)器市場(chǎng)，CPU核心數(shù)與性能還在拔高的同時(shí)，引腳、熱約束、內(nèi)存容量和單核帶寬卻在一直拖后腿。

正因如此，不同計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的高效資源共享，特別是緩存一致性等問題被搬上臺(tái)面，一連串的開放互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)開始興起，譬如CXL、Gen-Z、OMI。但隨著2022年閃存峰會(huì)上CXL 3.0的推出，這一切競(jìng)爭(zhēng)似乎都被畫上了句號(hào)。

CXL 3.0帶來的改變CXL 3.0帶來的最大改變，就是從CXL1.0/1.1/2.0的PCIe 5.0 I/O，換成了PCIe 6.0，也正因如此CXL 3.0的帶寬成功翻倍，最大鏈接速度從32GTs倍增至64GTs。

其次是交換機(jī)，這個(gè)從CXL 2.0引入的交換機(jī)功能獲得了前所未有的加強(qiáng)。在2.0版本中，每個(gè)主機(jī)的PCIe根端口靠交換機(jī)只允許連接一種非內(nèi)存設(shè)備，要么是Type 1的SmartNIC，要么是Type 2的GPU、ASIC或FPGA。而在3.0版本中，每個(gè)根端口可以連接不止一種設(shè)備類型，大大提高了配置靈活性，而不再只是單主機(jī)單加速器加上可擴(kuò)展的內(nèi)存。

而且在CXL 2.0的交換機(jī)中，各種設(shè)備和主機(jī)只能連接到一級(jí)CXL交換機(jī)上，而CXL 3.0支持了多層級(jí)交換機(jī)，比如二級(jí)的CXL交換機(jī)與一級(jí)交換機(jī)級(jí)聯(lián)或扇出，各層級(jí)又能連接多個(gè)任意設(shè)備。如此一來，單機(jī)柜的互聯(lián)完全可以交給CXL完成，不再局限于以前PCIe連接下的樹狀結(jié)構(gòu)。CXL 3.0還允許交換機(jī)連接設(shè)備之間的對(duì)等通信，從而允許加速器之間無需通過主機(jī)也能實(shí)現(xiàn)通信，類似于英偉達(dá)的GPUDirect，只不過不再局限于GPU，而是支持各種加速器。

CXL 3.0 支持的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) / CXL聯(lián)盟

最后，CXL 3.0終于加入了真正的內(nèi)存池和一致內(nèi)存共享功能。此前在2.0版本中，所謂的內(nèi)存池也就只是將內(nèi)存分區(qū)給不同的主機(jī)而已。而CXL 3.0下的內(nèi)存可以共享給各個(gè)同在一致區(qū)域內(nèi)的所有主機(jī)，真正做到提高數(shù)據(jù)流的效率和內(nèi)存利用率。

更有趣的是，根據(jù)CXL聯(lián)盟主席 Siamak Tavallaei的說法，CXL 3.0在實(shí)現(xiàn)以上性能與功能的同時(shí)，延遲依然與CXL 2.0保持一致。但同時(shí)他也指出，加入復(fù)雜的交換機(jī)物理層結(jié)構(gòu)后，肯定是會(huì)有不可避免的延遲增加，但相比以太網(wǎng)之類的方案來說，這樣的延遲更能接受，也況且客戶也可以在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活性和延遲之間做出取舍。

開放互聯(lián)最后的贏家

早在去年11月，CXL聯(lián)盟和Gen-Z聯(lián)盟就簽署了意向書，將Gen-Z的規(guī)范和資產(chǎn)全部轉(zhuǎn)移給CXL聯(lián)盟，今年2月，相關(guān)資產(chǎn)轉(zhuǎn)移基本完成，象征著Gen-Z走下了歷史舞臺(tái)。今年8月1號(hào)，CXL再度吞下了另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，CXL聯(lián)盟與OpenCAPI聯(lián)盟簽訂合約，將OMI規(guī)范和資產(chǎn)全部轉(zhuǎn)移給CXL聯(lián)盟。由此，從HPE內(nèi)孵化出的Gen-Z以及從IBM內(nèi)孵化出的OMI這兩項(xiàng)開放標(biāo)準(zhǔn)，都成了英特爾打造的開放標(biāo)準(zhǔn)CXL的嫁衣。 事實(shí)上，不只是GenZ和OpenCAPI，我們可以發(fā)現(xiàn)前幾年還比較活躍的CCIX也沒了音訊。2019年到2021年之間，比較高調(diào)的支持者也就是只有ARM的Neoverse平臺(tái)、AMD的服務(wù)器CPU和Xilinx的Smart NIC，以及華為的鯤鵬920服務(wù)器CPU。

可隨著時(shí)間過去，AMD在去年的發(fā)布上Genoa EPYC CPU的宣傳圖上，只寫出了PCIe 5.0和CXL的支持，ARM在其Neoverse V1介紹界面也只能看到支持CXL附加設(shè)備。雖說其中一些設(shè)備在詳細(xì)介紹時(shí)依然會(huì)說明對(duì)CCIX的支持，但很明顯，CCIX已經(jīng)不再是它們著重宣傳的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。

從內(nèi)存廠商的態(tài)度來看就更加明顯了，無論是美光、SK海力士、三星，都已經(jīng)完全擁抱了CXL，相關(guān)的產(chǎn)品都已經(jīng)公布或在規(guī)劃階段，對(duì)于他們來說，CXL是一個(gè)讓內(nèi)存在服務(wù)器平臺(tái)繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱的公開方案，為內(nèi)存子系統(tǒng)創(chuàng)造新的市場(chǎng)機(jī)遇，比如內(nèi)存帶寬和容量擴(kuò)展、內(nèi)存形態(tài)差異化、內(nèi)存控制器差異化和內(nèi)存服務(wù)化等等。除了提供標(biāo)準(zhǔn)的CXL DRAM之外，還能推出一些增值產(chǎn)品，比如三星的軟件定義內(nèi)存，就是采用了可編程FPGA控制器。未來還存內(nèi)計(jì)算、高安全性等特性也能一并加入進(jìn)去，為服務(wù)器內(nèi)存創(chuàng)造更低的總擁有成本。

一家獨(dú)大真的好嗎？

對(duì)于任何行業(yè)來說，一家獨(dú)大往往都不是一件好事。然而，對(duì)于開放標(biāo)準(zhǔn)來說，如果大家都愿意獻(xiàn)力的話，反倒能夠推進(jìn)這個(gè)市場(chǎng)的開放創(chuàng)新。要知道，CXL也是經(jīng)過了多年的發(fā)展才被各大公司推舉出來的開放標(biāo)準(zhǔn)，證明大家已經(jīng)達(dá)成了共識(shí)，而且這個(gè)共識(shí)不再是什么專有的互聯(lián)解決方案，而是每個(gè)成員都能積極推動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)。如此看來，CXL的勝出對(duì)行業(yè)來說只有好處。