CXL 3.0 – пропускна здатність подвоєна

Організація CXL Consortium затвердила третю специфікацію інтерфейсу Compute eXpress Link, який завдяки сумісності з PCIe 6.0 отримав пропускну здатність 64 ГТ/с.

Подібний приріст швидкості обміну при незмінному рівні затримок зробив технологію CXL, той що лідирує як у сфері міжпроцесорних сполук, так і в гетерогенних архітектурах для дата-центрів. Примітно, що майже одночасно з прийняттям специфікації CXL 3.0 організація OpenCAPI Consortium, що розробляла конкуруючу технологію, заявила про приєднання до CXL Consortium. Думається, що причиною цього стала поява в CXL 3.0 широкого набору нових можливостей, на яких коротко зупинимося.

Насамперед відзначимо поєднання високої швидкості передачі даних 64 ГТ/с, що відповідає 256 ГБ/с при використанні 16 ліній, та латентності, яка залишилася на тому ж рівні, що і у CXL 2.0, який сумісний з PCIe 5.0.

Ще одне важливе нововведення – підтримка багаторівневої комутації для включення мережевих топологій між підключеними пристроями, спільного використання пам'яті та прямого доступу до пам'яті (DMA) для однорангового зв'язку між приєднаними прискорювачами, що усуває накладні витрати CPU.

Зазначимо, що CXL 2.0 підтримується об'єднання пам'яті для динамічного виділення і скасування виділення областей пам'яті для різних хостів, що дозволяло розділити один пристрій зберігання на кілька сегментів, але кожна область могла бути призначена тільки одному хосту. У CXL 3.0 додане спільне використання пам'яті, що дозволяє спільно використовувати області даних між декількома хостами за допомогою апаратної узгодженості. Це працює шляхом розміщення даних у кеші хоста з доданою когерентністю апаратного кешу, щоб гарантувати, що кожен хост бачить останню інформацію.

Оновлена ​​специфікація також підтримує прямий одноранговий (P2P) обмін повідомленнями між підключеними пристроями, виключаючи з їого організації центральний процесор і тим самим зменшуючи накладні витрати та затримки. Це забезпечує новий рівень гнучкості для обміну даними між прискорювачами та пам'яттю.

Відповідно до стандарту CXL 3.0 всі пристрої, що його підтримують, діляться на класи: пристрої типу 1 - це прискорювачі, в яких відсутня локальна пам'ять, пристрої типу 2 - це прискорювачі зі своєю власною пам'яттю (наприклад, графічні процесори, FPGA і ASIC з DDR або HBM), а пристрої типу 3 складаються із пристроїв пам'яті. Крім того, CXL тепер підтримує змішування та зіставлення цих типів пристроїв на одному кореневому порту хоста, що значно розширює кількість варіантів для складних топологій, подібних до описаних нижче.

Специфікація CXL 3.0 дозволяє каскадувати кілька комутаторів в одній топології, тим самим збільшуючи кількість підключених пристроїв та складність комутаційної мережі за рахунок включення топологій, відмінних від дерева, таких як Spine/Leaf, комірчасті та кільцеві архітектури.

Нова функція маршрутизації на основі портів (PBR) забезпечує масштабований механізм адресації, що підтримує до 4096 вузлів. Кожен вузол може бути будь-яким із трьох існуючих типів пристроїв або новим пристроєм Global Fabric Attached Memory (GFAM). GFAM — це пристрій, який може використовувати механізм PBR для забезпечення спільного використання пам'яті між хостами. Це рішення підтримує використання різних типів пам'яті, таких як енергонезалежна пам'ять та DRAM, разом в одному пристрої.

Цікава можливість нової специфікації пов'язана з використанням наявних у гіперскейлерів пулів пам'яті DDR4, які зможуть працювати в парі із серверними мікросхемами DDR5. Це дозволить досягти значної економії на модернізації, практично не втративши у продуктивності.

Думаю, що перелік членів CXL Consortium, що включає ARM, Intel, Marvell, Rambus, Samsung Electronics, Micron та SK Hynix говорить сам за себе. До речі, остання вже анонсувала своє перше CXL-рішення.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365