介绍
数十年来,计算机系统一直采用直接连接到主机主板和CPU的DIMM内存模块。这些模块通过并行总线与主机主板及CPU直接通信。然而,随着现代应用程序,如人工智能与机器学习、图像处理、内存数据库和实时分析的兴起,对内存的需求前所未有地增加,需要一种新的解决方案,以满足对低延迟和高带宽内存的不断增长的需求。
Compute Express Link(CXL)是一种高带宽、低延迟的CPU与设备之间的互连标准,它构建在现有的PCI Express(PCIe)基础设施之上,充分利用了PCIe的物理和电气接口,并引入了额外的传输协议。CXL不仅支持内存扩展和内存池化,还包括内存共享,同时也使系统可组合性成为可能。CXL的设备支持三种主要类型:
- 类型1:智能网卡和加速器
- 类型2:带缓存的加速器
- 类型3:内存
鉴于对高密度和具有成本效益的内存解决方案需求的不断增长,最初的行业关注点集中在采用“类型3”(Type 3)内存模块进行内存扩展方面。正如本文所述,这些模块可以采用多种新兴规格,包括企业和数据中心标准规格(EDSFF)和插卡式(AIC)规格。
EDSFF规格
EDSFF规格由存储网络行业协会(SNIA)负责维护,它定义了一系列标准化的规格,相较于当前行业标准的固态硬盘规格,具备更多的优势。EDSFF支持多种不同的PCIe通道配置(x4、x8和x16),并提供多种不同的物理规格方案,所有这些规格都适用于基于CXL的设计。
EDSFF E1.S
EDSFF E3.S 和 E3.L
插卡式(AIC)外形规格
插卡式(AIC)外形规格,又称为卡片机电(CEM,Card Electromechanical)标准,是最古老的PCIe外形规格之一,适用于各种设备,包括图形加速器和网络卡等。可以在PCI-SIG网站上获取该标准。AIC支持不同的连接器尺寸和通道配置(x1、x2、x4、x8和x16),以及全高度和半高度(通常称为“low profile”)以及全长和半长。这一外形规格使得可以安装使用传统DRAM内存模块的CXL AIC,实现了高性价比的内存扩展。
外形规格比较
总体而言,EDSFF设备具有较低的容量和功耗,适用于较小的外形规格,适合前端服务器加载。与之相反,AIC设备拥有更高的容量和功耗,但需要在系统内部安装,并占用更多的空间。
外形规格 | 容量 | 成本/GB | 功耗(瓦) | 尺寸(H x L)毫米 |
E1.S | 低 | 高 | 25 | 31.5 x 111.49 |
E3.S | 中等 | 中等 | 25/40 | 76 x 112.75 |
E3.L | 中等 | 中等 | 40/70 | 76 x 142.2 |
AIC(全高/全长) | 高 | 低 | 75+ | 167 x 312 |
AIC(半高/半长) | 高 | 低 | 75+ | 111 x 167 |
结论
对于采用PCIe生态系统和框架的CXL设备而言,存在多种外形规格可供选择。CXL模块和卡可轻松添加到现有的计算机机架、塔式机和刀片机中,无需进行机械或电气重新设计。在外形规格和容量之间提供了合理的平衡,使CXL设备能够顺利集成到现代计算机系统设计中。