使用DDR5内存的首个Samsung CXL Expander面世了


 


自2019年3月Intel正式发布CXL(Computer Express Link)协议以来,该协议获得了业界广泛的接受。在当年的7月份,AMD宣布加入CXL联盟。紧接着在当年8月,NVIDIA也宣布加入CXL联盟。仅仅一个月后,ARM在9月份宣布加入CXL联盟(Intel不愧是x86领域的老大,振臂一呼,应者云云啊!)。这些CPU和GPU领域的巨头们通过实际行动回应了外界对CXL联盟的疑虑,表明CXL协议符合了当前技术发展的潮流。在2020年4月,Gen-Z联盟和CXL联盟签署了谅解备忘录(Memory of Understanding),正式地开启了两大协议组织的合作。从目前的发展趋势来看,Gen-Z协议将会更多地用于设备之间的互联,而CXL协议则更多地用于服务器内部芯片间的互联和数据传输。

在CXL规范里定义了三种数据传输协议,分别为CXL.io、CXL.cache和CXL.memory。通过这三种数据传输协议的组合,形成了三种CXL设备类型。Type 1的NIC网卡和Type 2的加速计算GPU卡都是目前业界常见的产品,只需略微调整就能满足CXL规范的要求。唯有Type 3的Memory Buffer,这种能够提供内存扩展的设备是需要全新开发的产品。

三种CXL设备类型对应的应用方式

现在,作为存储三巨头之一,Samsung推出了使用DDR5内存的全球首个CXL Memory Expander卡,用于服务器内部内存空间的扩展和池化。

Samsung CXL Memory Expander模块正面


由于是全球首个此类产品,从保密的角度考虑,Samsung暂时没有公布CXL Memory Expander卡的任何技术细节,只是表示在模块内部使用了DDR5内存颗粒(NAND)和支持CXL协议。但从模块外观上可以看到,Samsung的CXL Memory Expander卡采用了E3 2x(16.8mm厚度)的Form Factor,外侧的金手指部分则使用了PCIe Gen5 x16的信号通道。

基于E3 Form Factor,这种CXL Memory Expander卡可以放置在服务器的前面板上,起到存储级内存(SCM:Storage Class Memory)的作用,与其它单纯作为数据存储模块的E3 Form Factor混合使用。由于E3 Form Factor的目标是替代2.5英寸的U.2/U.3硬盘模块,因此在不久的将来,有望看到Memory Buffer和SSD硬盘混合使用的服务器机型。

E3 Form Factor1U/2U服务器前面板的配置形态


Type 1/2/3这三类使用CXL协议的设备都是在CXL 1.0规范里定义的,在去年11月份发布的CXL 2.0规范里,又新增加了CXL Retimer和CXL Switch设备。通过CXL Switch,可以实现多个CPU和多个CXL Type 1/2/3设备之间的网格状互联,进一步扩展内存资源池。在CXL 2.0规范正式发布不久,Microchip就推出了支持CXL协议的Retimer芯片。和Samsung的CXL Memory Expander卡一样,这些CXL Retimer芯片都要到2021年底或2022年初才会开始量产供货,从而配合将在2022年底推出的支持CXL协议的第四代Intel Xeon-SP Sapphire Rapids处理器。

Microchip支持CXL协议的Retimer芯片


总 结

随着CXL协议的演进和推广,各类支持CXL协议的部件开始陆续上市。CXL协议用于芯片间的互联,将会实现服务器内部内存的统一、高效访问。考虑到Intel在业界的影响力,从2022年底开始,业界将会迎来新的CXL互联时代。届时,我们有望看到新的服务器架构设计的出现。让我们拭目以待吧!

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