與推動(dòng)PCIe規(guī)范不同，此次英特爾邀請(qǐng)業(yè)界領(lǐng)先的服務(wù)器硬件制造商、主流的云計(jì)算提供商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商等共同組建開(kāi)放聯(lián)盟合作來(lái)開(kāi)發(fā)這個(gè)協(xié)議，以鞏固和提升自己在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的地位。

這個(gè)名為CXL聯(lián)盟(Compute Express Link Consortium)的組織于2019年9月正式成立，目前董事會(huì)成員為阿里巴巴、AMD、ARM、思科、戴爾EMC、Google、Meta（原Facebook）、HPE、華為、IBM、Intel、Micron、微軟、nVidia、三星等行業(yè)巨頭；CXL聯(lián)盟貢獻(xiàn)者也超過(guò)了60家，包括Broadcom、Cadence、富士康、富士通、日立、浪潮、聯(lián)想、Marvell、Mellanox、MemVerge、甲骨文、高通、Seagate、騰訊、海力士、Synopsys、VMware、西部數(shù)據(jù)、紫光國(guó)芯、兆龍互聯(lián)等眾多知名的大廠以及新罕布什爾大學(xué)。CXL標(biāo)準(zhǔn)也升級(jí)至今天的2.0版本。

何為CXL

CXL是行業(yè)支持的處理器、內(nèi)存擴(kuò)展和加速器的Cache-Coherent互連，該技術(shù)保持CPU內(nèi)存空間和附加設(shè)備上內(nèi)存的一致性，允許資源共享，從而獲得更高的性能，降低軟件棧的復(fù)雜性，降低整體系統(tǒng)成本，用戶也借此擺脫加速器中的冗余內(nèi)存管理硬件帶來(lái)的困擾，將更多精力轉(zhuǎn)向目標(biāo)工作負(fù)載。

CXL被設(shè)計(jì)為高速通信的行業(yè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)接口，因?yàn)榧铀倨髟絹?lái)越多地用于補(bǔ)充CPU，以支持諸如人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等新興應(yīng)用。

CXL 2.0規(guī)范增加了對(duì)扇區(qū)數(shù)據(jù)交換的支持，以連接到更多的設(shè)備，內(nèi)存容量按需提供，使用效率大大提高。CXL 2.0完全支持CXL 1.1和1.0，為行業(yè)用戶節(jié)省了投資。

為什么推出CXL？CXL與PCIe 5有什么關(guān)系？

談到CXL，就不能不談及PCI（Peripheral Component Interconnect）及PCIe。

一直以來(lái)，CPU都是通過(guò)主板上的PCIe插槽及PCIe協(xié)議與加速器溝通，實(shí)現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送，并在高時(shí)鐘頻率下保持高性能。

PCI是英特爾1991年推出的一種用于定義局部總線的標(biāo)準(zhǔn)，工作頻率在33MHz，傳輸帶寬132MB/s(33MHz*32bit/8)，以滿足當(dāng)時(shí)處理器的應(yīng)用需要。1993年，64位的PCI總線PCI-X問(wèn)世，以應(yīng)對(duì)服務(wù)器產(chǎn)品的需求。

2001年，英特爾公布了第三代I/O技術(shù)——3GIO技術(shù)（后更名為PCI Express，即PCIe），以高性能、高擴(kuò)展性、高可靠性及出色的兼容性取代了包括AGP和PCI在內(nèi)所有的內(nèi)部總線并且不斷升格。例如，2019年5月底公布的PCIe 5.0，其以32Gb/s的單通道帶寬與32GT/s（Giga Transmission per second）每通道數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足了現(xiàn)今絕大多數(shù)的需求。但應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)TB級(jí)增長(zhǎng)、異構(gòu)計(jì)算大行其道的當(dāng)下，PCIe在內(nèi)存使用效率、延遲和數(shù)據(jù)吞吐量等方面，已經(jīng)面臨壓力。

讓CPU與GPU、FPGA或其他加速器之間實(shí)現(xiàn)高速高效的互聯(lián)，這就是英特爾推出CXL這種新的開(kāi)放性互聯(lián)協(xié)議的初衷。英特爾原計(jì)劃以CXL來(lái)取代PCIe，但由于CXL構(gòu)建于PCIe邏輯和物理層級(jí)之上，因此，CXL作為PCIe物理層之上運(yùn)行的一種可選協(xié)議仍將與PCIe共存一段時(shí)間，英特爾也計(jì)劃在今年初推出的PCIe 6.0規(guī)范上大力推進(jìn)CXL的采用。

行業(yè)積極推動(dòng)

業(yè)界對(duì)CXL的支持正在加強(qiáng)，年內(nèi)將有更多產(chǎn)品上市。今年開(kāi)始，相關(guān)消息也開(kāi)始增加了。如Elastics.cloud繼1月10日宣布SK海力士戰(zhàn)略投資后，4月14日又宣布額外募資1700萬(wàn)美元，以加速全球增長(zhǎng)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。自此，Elastics.cloud的A輪融資總額超過(guò)2600萬(wàn)美元。3月3日，Tanzanite Silicon展示了行業(yè)首個(gè)基于CXL的內(nèi)存擴(kuò)展和內(nèi)存池產(chǎn)品，3月9日，Astera實(shí)驗(yàn)室通過(guò)Aries PCIe 5.0和CXL 2.0智能Retimers生產(chǎn)版本解鎖下一代云連接，5月6日，瀾起科技（Montage）發(fā)布全球首款CXL內(nèi)存擴(kuò)展控制器（MXC），5月10日，三星宣布開(kāi)發(fā)出旗下首款512GB CXL DRAM，內(nèi)存容量是前一代CXL產(chǎn)品的4倍，而系統(tǒng)延遲為其五分之一。

5月14日，外電透露的AMD下一代EPYC（霄龍）服務(wù)器CPU和平臺(tái)路線圖顯示，霄龍后續(xù)EPYC 7004和7005兩個(gè)系列將采用一種名為SP6的插槽，支持CXL通道和6通道內(nèi)存。

欲了解更多關(guān)于PCIe與CXL的信息，請(qǐng)關(guān)注2022全球閃存峰會(huì)的“PCIe、CXL新興應(yīng)用論壇”。

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