CXL 3.0的带宽成功翻倍

从这几年发布的服务器硬件来看,无论是cpu、gpu还是新兴的dpu,大家都会发现一个参数的出场率越来越高,那就是带宽,尤其是对于高性能加速器、系统内存和边缘网络硬件来说。纵观服务器市场,cpu核心数与性能还在拔高的同时,引脚、热约束、内存容量和单核带宽却在一直拖后腿。
正因如此,不同计算节点之间的高效资源共享,特别是缓存一致性等问题被搬上台面,一连串的开放互联标准开始兴起,譬如cxl、gen-z、omi。但随着2022年闪存峰会上cxl 3.0的推出,这一切竞争似乎都被画上了句号。
cxl 3.0带来的改变cxl 3.0带来的最大改变,就是从cxl1.0/1.1/2.0的pcie 5.0 i/o,换成了pcie 6.0,也正因如此cxl 3.0的带宽成功翻倍,最大链接速度从32gts倍增至64gts。
其次是交换机,这个从cxl 2.0引入的交换机功能获得了前所未有的加强。在2.0版本中,每个主机的pcie根端口靠交换机只允许连接一种非内存设备,要么是type 1的smartnic,要么是type 2的gpu、asic或fpga。而在3.0版本中,每个根端口可以连接不止一种设备类型,大大提高了配置灵活性,而不再只是单主机单加速器加上可扩展的内存。
而且在cxl 2.0的交换机中,各种设备和主机只能连接到一级cxl交换机上,而cxl 3.0支持了多层级交换机,比如二级的cxl交换机与一级交换机级联或扇出,各层级又能连接多个任意设备。如此一来,单机柜的互联完全可以交给cxl完成,不再局限于以前pcie连接下的树状结构。cxl 3.0还允许交换机连接设备之间的对等通信,从而允许加速器之间无需通过主机也能实现通信,类似于英伟达的gpudirect,只不过不再局限于gpu,而是支持各种加速器。
cxl 3.0 支持的网状结构 / cxl联盟
最后,cxl 3.0终于加入了真正的内存池和一致内存共享功能。此前在2.0版本中,所谓的内存池也就只是将内存分区给不同的主机而已。而cxl 3.0下的内存可以共享给各个同在一致区域内的所有主机,真正做到提高数据流的效率和内存利用率。
更有趣的是,根据cxl联盟主席 siamak tavallaei的说法,cxl 3.0在实现以上性能与功能的同时,延迟依然与cxl 2.0保持一致。但同时他也指出,加入复杂的交换机物理层结构后,肯定是会有不可避免的延迟增加,但相比以太网之类的方案来说,这样的延迟更能接受,也况且客户也可以在拓扑结构灵活性和延迟之间做出取舍。
开放互联最后的赢家
早在去年11月,cxl联盟和gen-z联盟就签署了意向书,将gen-z的规范和资产全部转移给cxl联盟,今年2月,相关资产转移基本完成,象征着gen-z走下了历史舞台。今年8月1号,cxl再度吞下了另一个标准,cxl联盟与opencapi联盟签订合约,将omi规范和资产全部转移给cxl联盟。由此,从hpe内孵化出的gen-z以及从ibm内孵化出的omi这两项开放标准,都成了英特尔打造的开放标准cxl的嫁衣。 事实上,不只是genz和opencapi,我们可以发现前几年还比较活跃的ccix也没了音讯。2019年到2021年之间,比较高调的支持者也就是只有arm的neoverse平台、amd的服务器cpu和xilinx的smart nic,以及华为的鲲鹏920服务器cpu。
可随着时间过去,amd在去年的发布上genoa epyc cpu的宣传图上,只写出了pcie 5.0和cxl的支持,arm在其neoverse v1介绍界面也只能看到支持cxl附加设备。虽说其中一些设备在详细介绍时依然会说明对ccix的支持,但很明显,ccix已经不再是它们着重宣传的互联标准。
从内存厂商的态度来看就更加明显了,无论是美光、sk海力士、三星,都已经完全拥抱了cxl,相关的产品都已经公布或在规划阶段,对于他们来说,cxl是一个让内存在服务器平台继续发光发热的公开方案,为内存子系统创造新的市场机遇,比如内存带宽和容量扩展、内存形态差异化、内存控制器差异化和内存服务化等等。除了提供标准的cxl dram之外,还能推出一些增值产品,比如三星的软件定义内存,就是采用了可编程fpga控制器。未来还存内计算、高安全性等特性也能一并加入进去,为服务器内存创造更低的总拥有成本。
一家独大真的好吗?
对于任何行业来说,一家独大往往都不是一件好事。然而,对于开放标准来说,如果大家都愿意献力的话,反倒能够推进这个市场的开放创新。要知道,cxl也是经过了多年的发展才被各大公司推举出来的开放标准,证明大家已经达成了共识,而且这个共识不再是什么专有的互联解决方案,而是每个成员都能积极推动的标准。如此看来,cxl的胜出对行业来说只有好处。 


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