CXL内存外形规格比较

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

图1 – 从左到右:E1.S 5.9mm(由SMART Modular Systems提供);E1.S对称外壳(由Intel提供);E1.S(由KIOXIA提供);E1.S 5.9mm(由Micron提供);E1.S 15mm(由Micron提供)
图2 – 超微服务器,内置32个E1.L,适用于1U机箱

EDSFF E3.S 和 E3.L

图3 – EDSFF模块对比
图4 – SMART Modular Technologies E3.S CXL内存模块

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。

图5 – SMART Modular 8-DIMM 插卡式
图6 – SMART Modular 4-DIMM 插卡式

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.S2531.5 x 111.49
E3.S中等中等25/4076 x 112.75
E3.L中等中等40/7076 x 142.2
AIC(全高/全长)75+167 x 312
AIC(半高/半长)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。