Laskentateollisuudessa olemme eläneet PCIe: n kanssa vakiona pitkään. Sitä käytetään lisäominaisuuksien lisäämiseen järjestelmään: grafiikka, tallennustila, USB-portit, lisää tallennustilaa, verkko, lisäosakortit, tallennus, äänikortit, Wi-Fi. Yksi asia, jota emme ole pystyneet asettamaan PCIe-paikkaan, on DRAM - en tarkoita DRAMia tallennuslaitteena, mutta muistia, joka todella lisätään järjestelmään käyttökelpoisena DRAM-muistina. Vuonna 2019 otettiin käyttöön uusi CXL-standardi, joka käyttää fyysisenä käyttöliittymänä PCIe 5.0 -linkkiä. Osa tästä standardista on CXL.memory - kyky lisätä DRAM järjestelmään CXL / PCIe-korttipaikan kautta. Samsung esittelee tänään ensimmäisen erityisesti tällä tavalla suunnitellun DRAM-moduulin.
CXL: Päivitys
- alkuperäinen CXL-standardi aloitti tutkimusprojektina Intelin sisällä luomaan käyttöliittymä, joka tukee kiihdyttimiä, IO: ta, välimuistia ja muistia. Myöhemmin se levisi omaan yhteenliittymään, jossa on yli 50 jäsentä, ja alan tärkeimpien toimijoiden tuki: Intel, AMD, Arm, IBM, Broadcom, Marvell, NVIDIA, Samsung, SK Hynix, WD ja muut. Viimeisin standardi on CXL 2.0, joka valmistui marraskuussa 2020.
CXL 1.1 -standardi kattaa kolme luonnosta koostuvaa sarjaa, jotka tunnetaan nimellä CXL.io, CXL.memory ja CXL.cache. Nämä mahdollistavat yhdistettyjen laitteiden syvemmän hallinnan ja mahdollisuuden laajentamisen. CXL-konsortio näkee tälle kolme pääaluetta:
Ensimmäinen tyyppi on välimuisti / kiihdytin, kuten purkamoottori tai SmartNIC (älykäs verkko-ohjain). Sisäisten CXL.io- ja CXL.cache-ominaisuuksien avulla tämä antaisi verkko-ohjaimelle mahdollisuuden lajitella saapuvat tiedot, analysoida ne ja suodattaa tarvittavat tiedot suoraan pääprosessorin muistiin.
Toinen tyyppi on kiihdytin, jolla on muistia ja suora pääsy kiihdyttimen HBM: ään prosessorista (samoin kuin DRAM: n käyttö kiihdyttimeltä). Idea on pseudoheterogeeninen laskentarakenne, joka mahdollistaa yksinkertaisemmat mutta tiheät laskennalliset ratkaisijat.
Kolmas tyyppi on ehkä kaikkein kiinnostavin tänään: muistipuskurit. CXL.memory-sovelluksen avulla muistipuskuri voidaan asentaa CXL-linkin yli ja liitetty muisti voidaan yhdistää suoraan järjestelmämuistiin. Tämä mahdollistaa joko suuremman muistin kaistanleveyden tai suuremman muistilaajennuksen tuhansien gigatavujen luokkaa.
CXL 2.0 esittelee myös CXL.turvallisuuden, pysyvän muistin tuen ja kytkentäominaisuudet.
On huomattava, että CXL käyttää samaa sähköliitäntää kuin PCIe. Tämä tarkoittaa, että kaikilla CXL-laitteilla on fyysinen PCIe-liitin. Tämän lisäksi CXL käyttää PCIe: tä käynnistysprosessissaan, joten tällä hetkellä minkä tahansa CXL-tukevan laitteen on tuettava myös PCIe-PCIe-linkkiä, mikä tekee CXL-ohjaimesta oletusarvoisesti myös PCIe-ohjaimen.
Yksi yleisimmistä kysymyksistä, joita olen nähnyt, on, mitä tapahtuisi, jos vain CXL-keskusyksikkö valmistettaisiin? Koska CXL ja PCIe ovat kietoutuneet toisiinsa, CPU ei voi olla vain CXL, vaan sen on tuettava myös PCIe-yhteyksiä. Tästä huolimatta, toisesta suunnasta: jos näemme esimerkiksi CXL-pohjaisia näytönohjaimia, niiden on myös ainakin alustettava PCIe: n kautta, mutta täydet käyttötilat eivät ehkä ole mahdollisia, jos CXL: ää ei alusteta.
Intel on valmis tuomaan CXL 1.1: n PCIe 5.0: n yli Sapphire Rapids -prosessoreidensa kanssa. Mikrosiru on ilmoittanut PCIe 5.0- ja CXL-pohjaiset retimerit emolevyn jälkilaajennuksiin. Samsung on tänään kolmas ilmoitus CXL-tuetuista laitteista. IBM: llä on samanlainen tekniikka nimeltä OMI (OpenCAPI Memory Interface), mutta sitä ei ole nähty laajalti käyttöön IBM: n omien prosessorien ulkopuolella.
Samsungin CXL-muistimoduuli
Nykyaikaiset prosessorit luottavat muistiohjaimiin liitettyyn DRAM-pääsyyn. Ylimmällä x86-prosessorilla on kahdeksan DDR4-kanavaa, kun taas joukko kiihdyttimiä on mennyt HBM-reittiä pitkin. Yksi rajoittava tekijä muistin kaistanleveyden suurentamisessa on ohjaimien määrä, joka voi myös rajoittaa kapasiteettia, ja sen lisäksi muisti on validoitava ja koulutettava toimimaan järjestelmän kanssa. Useimpia järjestelmiä ei ole rakennettu yksinkertaisesti lisäämään tai poistamaan muistia samalla tavalla kuin tekisit tallennuslaitteen kanssa.
Syötä CXL ja kyky lisätä muistia kuten tallennuslaite. Samsung esittelee tänään CXL-kiinnitetyn moduulin, joka on pakattu maksimaalisesti DDR5: n kanssa. Se käyttää täydellistä PCIe 5.0 x16 -linkkiä, joka sallii teoreettisen kaksisuuntaisen 32 GT / s, mutta usean teratavun muistia puskurin ohjaimen takana. Paljon samalla tavalla kuin Samsungin kaltaiset yritykset pakkaavat NAND: n U.2-kokoiseen muotoon riittävällä jäähdytyksellä, Samsung tekee saman täällä, mutta DRAM-muistilla.
DRAM on edelleen haihtuva muisti, ja tiedot menetetään, jos virta katkeaa. (Epäilen, että se on myös hot-swap, mutta oudompiakin asioita on tapahtunut). Pysyvää muistia voidaan käyttää, mutta vain CXL 2.0:n kanssa. Samsung ei ole ilmoittanut tukeeko heidän laitteensa CXL 2.0:aa, mutta sen pitäisi olla vähintään CXL 1.1, koska sitä testataan parhaillaan Intelin Sapphire Rapids -alustan kanssa.
On huomattava, että moderni DRAM-paikka on yleensä luokiteltu enintään ~ 18 W. Ainoat moduulit siinä ikkunassa ovat Intelin Optane DCPMM, mutta 256 Gt: n DDR4-moduuli olisi alueella ~ 10 + W. Tällaisen 2 Tt: n lisäosan CXL-moduulin osalta epäilen, että katsomme noin 70-80 W: n määrää, joten DRAM-määrän lisääminen CXL-käyttöliittymän kautta edellyttäisi todennäköisesti aktiivista jäähdytystä sekä suurta jäähdytyselementtiä, jonka nämä tekevät ehdottaa.
Samsung ei anna mitään yksityiskohtia paljastamastaan moduulista, paitsi että se on CXL-pohjainen ja siinä on DDR5. Paitsi että, toimitetut "valokuvat" näyttävät paljon renderöiltä, joten on vaikea sanoa, onko niillä esteettinen yksikkö valokuvattavaksi, tai jos jossain kasvatuslaboratoriossa on vain toimiva ohjain, joka on validoitu systeemi. Päivitys: Samsung on vahvistanut, että nämä ovat suoria otoksia, ei renderöintejä.
Osana ilmoitusta Samsung lainasi AMD: tä ja Inteliä ilmoittamalla, joiden kumppaneiden kanssa he työskentelevät läheisemmin, ja mitä heillä on tänään, vahvistetaan seuraavan sukupolven Intel-palvelimilla. Intelin seuraavan sukupolven palvelimet, Sapphire Rapids, on tarkoitus käynnistää vuoden lopussa, Aurora-supertietokoneohjelman mukaisesti, joka on tarkoitus toimittaa alun perin vuoden loppuun mennessä.