В компьютерной индустрии мы долгое время считали PCIe стандартом. Он используется для добавления любых дополнительных функций в систему: графики, хранилища, USB-портов, дополнительного хранилища, сети, дополнительных карт, хранилища, звуковых карт, Wi-Fi, о, я упоминал хранилище? Что ж, единственное, что мы не смогли вставить в слот PCIe, — это DRAM. Я имею в виду не DRAM как запоминающее устройство, а память, которая фактически добавляется в систему как пригодная для использования DRAM. Еще в 2019 году был представлен новый стандарт CXL, который использует канал PCIe 5.0 в качестве физического интерфейса. Частью этого стандарта является CXL.memory — возможность добавлять DRAM в систему через слот CXL / PCIe. Сегодня Samsung представляет первый модуль DRAM, специально разработанный таким образом.

CXL: напоминание

Первоначальный стандарт CXL начинался как исследовательский проект внутри Intel по созданию интерфейса, который может поддерживать ускорители, ввод-вывод, кэш и память. Впоследствии он превратился в собственный консорциум с более чем 50 участниками и поддержкой ключевых игроков отрасли: Intel, AMD, Arm, IBM, Broadcom, Marvell, NVIDIA, Samsung, SK Hynix, WD и других. Последний стандарт — CXL 2.0, завершенный в ноябре 2020 года.

Стандарт CXL 1.1 охватывает три набора встроенных функций, известных как CXL.io, CXL.memory и CXL.cache. Это позволяет более глубоко контролировать подключенные устройства, а также расширять возможности. Консорциум CXL видит для этого три основных направления:

Первый тип — это кэш / ускоритель, такой как механизм разгрузки или SmartNIC (интеллектуальный сетевой контроллер). Благодаря встроенным функциям CXL.io и CXL.cache это позволит сетевому контроллеру сортировать входящие данные, анализировать их и фильтровать то, что необходимо, непосредственно в памяти основного процессора.

Читайте также:
Automatic Parked Car Finder найдет ваше авто на парковке

Второй тип — это ускоритель с памятью, и прямой доступ к HBM на ускорителе со стороны процессора (а также доступ к DRAM с ускорителя). Идея заключается в псевдогетерогенной вычислительной конструкции, допускающей более простые, но плотные вычислительные решатели.

Третий тип, пожалуй, тот, который нас больше всего интересует сегодня: буферы памяти. Используя CXL.memory, можно установить буфер памяти по каналу CXL, а подключенную память можно напрямую объединить с системной памятью. Это позволяет либо увеличить пропускную способность памяти, либо увеличить объем памяти до тысяч гигабайт.

CXL 2.0 также представляет CXL.security, поддержку постоянной памяти и возможности переключения.

Следует отметить, что CXL использует тот же электрический интерфейс, что и PCIe. Это означает, что любое устройство CXL будет иметь то, что выглядит как физический разъем PCIe. Помимо этого, CXL использует PCIe в процессе запуска, поэтому в настоящее время любое устройство, поддерживающее CXL, должно также поддерживать соединение PCIe-to-PCIe, что делает любой контроллер CXL также контроллером PCIe по умолчанию.

Один из распространенных вопросов, который я видел, — что бы произошло, если бы был сделан ЦП только для CXL? Поскольку CXL и PCIe взаимосвязаны, ЦП не может быть только CXL, он также должен поддерживать соединения PCIe. Тем не менее, с другой стороны: если мы увидим, например, видеокарты на основе CXL, им также придется, по крайней мере, инициализировать через PCIe, однако полные рабочие режимы могут быть невозможны, если CXL не инициализирован.

Читайте также:
На Марс сбросят ядерную бомбу

Intel собирается представить CXL 1.1 поверх PCIe 5.0 со своими процессорами Sapphire Rapids. Компания Microchip анонсировала ретаймеры на основе PCIe 5.0 и CXL для расширений трассировки материнской платы. Сегодня Samsung является третьим анонсом устройств с поддержкой CXL. У IBM есть аналогичная технология под названием OMI (интерфейс памяти OpenCAPI), однако она не получила широкого распространения за пределами собственных процессоров IBM.

Модуль памяти CXL от Samsung

Современные процессоры полагаются на контроллеры памяти для доступа к подключенной DRAM. Топовые процессоры x86 имеют восемь каналов DDR4, в то время как ряд ускорителей пошел по пути HBM. Одним из ограничивающих факторов при увеличении пропускной способности памяти является количество контроллеров, которое также может ограничивать емкость, и помимо этого память необходимо проверять и обучать для работы с системой. Большинство систем не предназначены для простого добавления или удаления памяти, как это делается с запоминающими устройствами.

Введите CXL и возможность добавлять память как запоминающее устройство. Сегодня Samsung представляет модуль с подключением CXL, максимально упакованный с DDR5. Он использует полный канал PCIe 5.0 x16, что обеспечивает теоретическую двунаправленную скорость 32 ГТ / с, но с несколькими ТБ памяти за контроллером буфера. Примерно так же, как такие компании, как Samsung, упаковывают NAND в форм-фактор U.2 с достаточным охлаждением, Samsung делает то же самое здесь, но с DRAM.

DRAM по-прежнему является энергозависимой памятью, и при потере питания данные теряются. (Я тоже сомневаюсь, что с возможностью горячей замены, но случались и более странные вещи). Постоянную память можно использовать, но только с CXL 2.0. Samsung не сообщила, поддерживает ли их устройство CXL 2.0, но оно должно быть не ниже CXL 1.1, поскольку они заявляют, что в настоящее время оно тестируется с платформой Intel Sapphire Rapids.

Читайте также:
Acer стремится к Ryzen 5000

Следует отметить, что современный слот DRAM обычно рассчитан максимум на ~ 18 Вт. Единственными модулями в этом окне мощности являются Intel Optane DCPMM, но модуль DDR4 объемом 256 ГБ будет в этом диапазоне ~ 10 + Вт. Для подобного дополнительного модуля CXL на 2 ТБ, я подозреваю, что мы рассматриваем около 70-80 Вт, и поэтому для добавления такого количества DRAM через интерфейс CXL, вероятно, потребуется активное охлаждение, а также большой радиатор, который они рендерит предложить.

Samsung не сообщает никаких подробностей о модуле, который они представляют, за исключением того, что он основан на CXL и имеет в себе DDR5. Не только это, но и предоставленные « фотографии » очень похожи на рендеры, поэтому трудно сказать, есть ли у них эстетическая единица, доступная для фотографии, или есть ли просто рабочий контроллер в какой-то лаборатории обучения, который был проверен на система. Обновление: Samsung подтвердила, что это живые снимки, а не рендеры.

В рамках объявления Samsung процитировала AMD и Intel, указав, с какими партнерами они более тесно сотрудничают, и то, что у них есть сегодня, проходит проверку на серверах Intel следующего поколения. Серверы Intel следующего поколения, Sapphire Rapids, должны быть запущены в конце года в соответствии с контрактом на суперкомпьютеры Aurora, который должен быть первоначально поставлен к концу года.

Связанное чтение