大内存时代振奋人心的CXL手艺（下）

在 《大内存时代，振奋人心的CXL手艺（上）》 中，我们对CXL手艺是什么，处理了什么问题，以及CXL1.0/1.1、CXL2.0和CXL3.0手艺停止了详尽论述，并从存储变化领会了CXL的将来意义。

CXL手艺的呈现带来了一个全新的市场，本文将陆续对业界各大厂在CXL上的规划以及CXL手艺照旧存在着较高延迟性停止论述，期看有助于各人更进一步领会CXL现状。

本文要点

CXL做为一项崭新的手艺，各大厂家都在夺先规划，目前大陆选手在CXL范畴并未落后，部门厂家以至表示出彩。

目前，CXL的内存延迟在170-250ns摆布，与其他CPU的内存、缓存和存放器仍然存在必然差距。跟着时间的推移，业界估量延迟问题会大大改进。

01

新手艺夺先辈，大厂规划若何？

CXL开展势头强劲，三星、SK海力士、Marvell、Rambus、三星、AMD等大厂们的规划也在不竭加速。

Microchip推出用于数据中心计算的新型CXL智能存储掌握器

2022年8月，Microchip公布扩展旗下串行毗连存储掌握器产物阵容，推出基于Compute Express Link（CXL）的新型SMC 2000系列智能存储掌握器，使CPU、GPU和SoC可以操纵CXL接口毗连DDR4或DDR5存储器。

据悉，该处理计划可为每个内核供给更大的存储带宽和更高的存储容量，并使现代CPU可以优化利用工做负载，从而降低数据中心的整体总拥有成本。

SK海力士：到2023年量产CXL内存产物

2022年10月，SK海力士胜利开发行业首款将计算功用与CXL存储器相连系的CMS（Computational Memory Solution）。据悉，该处理计划拟搭载于下一代办事器平台上，有看提拔系统性能和能源效率。

2022年11月，SK海力士公布已经与AMD展开了密切的协做，为EPYC 9004系列办事器处置器供给了完全兼容的DDR5和CXL处理计划，并得到了AMD的验证。此外，SK海力士还与AMD在第四代EPYC办事器处置器参考架构上测试PCIe 5.0毗连的不变性，以便将来供给高性能的PCIe 5.0NVMe处理计划，以响应当今AI和ML利用市场的需求。

在更早的8月，SK海力士推出首款CXL存储器样品。SK海力士DRAM产物规划负责人Kang Uk-song在一份声明中表达，SK海力士的目标是到2023年量产CXL内存产物。

圆满电子（Marvell）收买CXL开发商Tanzanite

圆满电子正在停止以数据中心为重点的投资来扩展潜在市场。2022年5月9日，圆满电子公布将收买先辈CXL手艺领先开发商Tanzanite，加速实现完全可组合的云根底架构的愿景。

Marvell存储营业事业部施行副总裁Dan Christman表达：“我们相信CXL将成为实现下一代数据中心更佳资本操纵的严重变化者，而收买Tanzanite将进步我们处理客户更具挑战性问题的才能。”

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据领会，将来的云数据中心将成立在操纵CXL手艺的完全合成式架构上，基于毗连处置器、加速器和内存的行业原则CXL的硅组件将促进具有显著性能和效率优势的新云数据中心架构。

Rambus开展CXL内存互连方案

2021年6月，Rambus推出了CXL内存互连方案，并公布与包罗云、系统和内存企业在内的生态系统达成协做，以加快CXL内存互连处理计划的开发和落地。昔时10月，Rambus发布了CXL 2.0掌握器。

除了新产物动态之外，Rambus在并购方面也有新停顿。2021年6月，Rambus公布完成对AnalogX和PLDA的收买，加强了公司在办事器内存接口芯片方面的领先地位，加速了为下一代数据中心供给立异CXL互连处理计划的道路图。

2022年5月5日，Rambus公布收买电子设想公司Hardent。据领会，Hardent拥有20年的半导体体味，其世界一流的硅设想、验证、压缩和纠错码(ECC)专业常识为RambusCXL内存互连方案供给了关键资本。

澜起科技新品不竭

2022年5月6日，澜起科技发布全球首款CXL内存扩展掌握器芯片（MXC）。

官方材料展现，那款MXC芯片是一款CXL DRAM内存掌握器，属于CXL协议所定义的第三种设备类型，根据CXL 2.0标准设想，撑持PCIe 5.0标准速度，专为内存AIC扩展卡、背板及EDSFF内存模组而设想，可大幅扩展内存容量和带宽，称心高性能计算、人工智能等数据密集型利用日益增长的需求。

本年1月初，澜起科技公布，其PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer芯片胜利实现量产。据悉，该芯片是澜起科技现有PCIe 4.0 Retimer产物的晋级，可为业界供给不变可靠的高带宽、低延迟PCIe 5.0/ CXL 2.0互连处理计划。

三星推出512GB CXL内存扩展器2.0

本年1月5日，在美国国际消费类电子产物博览会（CES2023）上，三星电子展现了其512GB CXL内存扩展器。官方材料展现，那款设备撑持最新的CXL2.0接口，摘用EDSFF(E3.S)封拆尺寸，装备公用集成电路(ASIC)CXL掌握器，并摘用当下支流的DDR5 DRAM做为存储核心，从而实现极高的I/O接口带宽。

三星512GB CXL内存扩展器拥有极佳的通用性和乖巧的可扩展性，立异性地撑持将办事器的存储容量扩展到数TB以上，称心大数据和AI/ML工做负载的处置需求，出格合适下一代大容量企业级办事器和数据中心利用。值得一提的是，三星此次推出的那款内存模组CXL内存扩展掌握器芯片恰是由上述提到的澜起科技供给。

AMD估量将于2023年推出撑持CXL1.1接口的新品

AMD的EPYC Genoa撑持DDR5、PCIe 5.0以及CXL1.1接口。而且，其另一产物Bergamo拥有更高的电源效率和每插槽性能，它将会和Genoa摘用不异的CPU接口，所以PCIe5.0和DDR5以及CXL1.1都是撑持的，估量将会在2023年推出。

总体而言，CXL手艺进市不久，目前各大厂家开展进度区别其实不大，各人都站在统一起跑线上合作。大陆厂商如澜起科技近期动态频频，功效也是获得了业界的承认。将来，照旧能够在那个市场上陆续发力。

02

CXL照旧面对着延迟问题

内存离CPU越远，延迟就越高，那就是内存DIMM凡是尽可能靠近插槽的原因。更大限度的降低延迟是业界不断努力于处理的问题，因而，各人关于那项崭新的CXL手艺也是抱有较高等待。

因为与CPU的间隔较远，业界关于PCI-Express以及CXL的延迟性会宽大一些，而关于SRAM、DRAM等则非常严厉。根据上文所述，SRAM响应时间凡是在纳秒级，DRAM则一般为100纳秒量级，NAND Flash则高达100微秒级。

做为一个散布式内存，虽然CXL主打的是低延迟，但其与CPU的内存、缓存和存放器比起来，延迟仍然有着必然差距的。在此前的Hot Chips上，CXL联盟就给出了CXL在延迟上的详细数字。独立于CPU外的CXL内存延迟在170-250ns摆布，高过独立于CPU的NVM、收集毗连的解构内存、SSD和HDD等。

CXL总裁Siamak Tavallaei在SC22上表达，CXL现实上包罗三种协议，但并不是所有协议都是延迟的灵丹妙药。CXL.io（运行在PCIe总线的物理层上）仍然具有与以往不异类型的延迟，但其他两个协议，CXL.cache和CXL.mem摘用了更快的途径，削减了延迟。

Tavallaei阐明说，大大都CXL内存掌握器会增加大约200纳秒的延迟，额外的重按时器会增加或破费几十纳秒，详细取决于设备与CPU的间隔。那与其他CXL早期摘用者所看到的一致。但是GigaIO首席施行官Alan Benjamin对外表达，它所见过的大大都CXL内存扩展模块的延迟都接近250纳秒，而不是170纳秒。

别的值得一提的是，来自Meta和AMD的两位专家提出了一个概念，也就是对内存停止分层，分为用于实时阐发等关键使命的“热”内存、拜候不那么频繁的“热”内存和用于浩荡数据的“冷”内存。“热”内存页面放在原生DDR内存里，而“冷”内存页面则交给CXL内存。

但是当前的软件利用可能无法有效区分“热”内存和“冷”内存。在原生内存用完后，就会往占用CXL内存。如斯一来本来做为“冷”内存的CXL，也起头酿成“热”内存。所以目前更大的挑战就是在操做系统和软件层面，若何检测到“冷”内存页面，将其主动转进CXL内存里，为原生内存留出空间。Meta和AMD的两位专家表达，他们已经在开发响应的软硬件手艺。

就如今办事器市场情状看，低核心数的CPU仍然会陆续利用原生DDR通道来设置装备摆设DIMM内存。而只要高核心数CPU上，再根据系统成本、容量、功耗和带宽等参数来乖巧利用CXL内存，因为那才是CXL的核心优势，

目前，CXL生态系统才刚刚起步。许多企业还处于找响应的厂商的拿工程样品搭建情况停止开发测试的阶段。跟着时间的推移，业界估量延迟问题会大大改进。

结语

跟着各大厂家对CXL手艺规划的愈发完美，一幅关于将来办事器行业的开展图景也愈发清晰。

我们在根究那项新手艺时，也正等待着它无限的可能性，间隔产物的落地时间愈发接近，其后续表示若何，我们拭目以待。

Source : 全球半导体看察

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