电子发烧友网报道(文/周凯扬)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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原文标题:CXL 3.0面世,服务器开放互联标准之争落下帷幕
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