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互联标准之战,CXL正在走向胜利

来源:电子发烧友原创 作者:周凯扬 2021-11-13 09:15 次阅读
互联标准之战,CXL正在走向胜利

在上世纪总线大战之下,各大厂商为了自己的开放标准纷纷全力出击,最终只留下PCIe统治着服务器市场。而在高性能计算对延迟、带宽要求越来越高的情况下,互联技术同样开展了类似的大战。CXL、CAPI(OpenCAPI)、CCIX、Gen-Z、AMD的Infinity Fabric与英伟达的NV Link等技术百花齐放,既有开放标准,也有专用标准。

这其中不少开放标准其实也都有对应的厂商在背后支持推动,比如CXL由英特尔主导,CCIX由赛灵思主导,OpenCAPI由IBM主导,Gen-Z由慧与主导。但这种分割的局面自然不是服务器市场内其他厂商想要看到的,他们希望能统一起来,为混合计算架构提供通用的互联方案,而不是一味地提供多种标准支持。好在这种局面似乎离我们不远了,从各种趋势来看,CXL正在走向最终的胜利。

从“言和”到“吞并”



首先自然是来自联盟成员的支持,尤其是当前服务器CPU份额遥遥领先的霸主英特尔,像Gen-Z这样的标准要想做CPU互联,必须要CPU端的支持。但英特尔并未加入Gen-Z联盟,更不用谈支持了,GPU、加速器等产品想要在服务器市场继续生存下去,加入英特尔推行的CXL阵营成了一个理所当然的选择。

CXL 1.0与1.1用例 / CXL联盟

其次,CXL的I/O基于PCIe 5.0,可以充分利用它在速度和带宽上的优势。利用CXL,部分NIC等无本地内存的加速器可以直接使用处理器的DDR内存;而自带DDR或HBM内存的加速器,比如GPU、FPGAASIC设备等,可以实现内存互用,大大提高异构工作下的性能。内存扩展之类的产品利用CXL不仅可以省去宝贵的DRAM插槽,还能一并提高内存带宽。

Gen-Z这样的标准虽不愿意服输,但在CXL如此强势的崛起下,内存厂商、IP厂商、处理器厂商和加速器厂商纷纷加入了CXL联盟,甚至慧与也是CXL的创始成员。Gen-Z无奈之下也只能选择“握手言和”。2020年,CXL联盟与Gen-Z联盟达成合作备忘录,强调了两者之间的合作共赢,CXL专注于一致的节点层级计算,也就是机架内CPU、GPU和加速器之间的互联,而Gen-Z负责支持机架之间的互联。

而今年11月10日,Gen-Z联盟与CXL联盟正式发布公告,两者签署了一份意向书,在各方同意后,将把所有Gen-Z规范和资产转移给CXL联盟,双方联盟成员将专注于CXL这唯一的互联标准,减少无意义的重复工作。如此一来,CXL基本正式“吞并”了Gen-Z,加上两者之间互补的特性,CXL已经确立了自己的领先地位。

来自厂商的支持

近几个月内,英特尔、AMD等大厂都相继推出了自己的服务器产品,从他们的产品支持来看,我们也能看出倾向于哪种互联标准。作为CXL的主导者,英特尔自然不会减少对CXL的支持,其公布的Sapphire Rapids处理器将提供PCIe 5.0和CXL 1.1的支持;尽管刚发布的Milan-X并没有CXL支持,但AMD也同时宣布下一代Epyc处理器Genoa将提供CXL支持。

Arm Neoverse路线图 / Arm

Arm的Neoverse N2平台已经提供了对CCIX 2.0和CXL 2.0的支持,Arm也宣布下一代Poseidon平台将支持下一代CCIX与CXL标准;SiFive不久前公布的Performance P550核心也将通过Chip2Chip-Link,支持外部CXL连接。

因此从处理器的支持来看,无论是x86、Arm还是RISC-V似乎都开始在往CXL布局。三星也在今年发布了首个支持CXL的DDR5内存模组,消除了传统DDR内存通道数的限制,可将内存扩展至TB级的同时,还能极大降低由于缓存造成的系统延迟。

小结

CXL仅用了两到三年的时间,就走完了其他标准长途跋涉的路,不过由于支持PCIe 5.0和CXL的服务器处理器普遍都在2022年面世,加速器和内存厂商跟进还需要一定的时间。而Gen-Z也并不会就此成为历史,被并入CXL后,未来内存从TB走向PB级,很有可能仍要用到Gen-Z所代表的互联技术。
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