Intel разкрива „Какво“ и „Защо“ на CXL Interconnect, отговора си на NVLink



CXL, short for Compute Express Link, is an ambitious new interconnect technology for removable high-bandwidth devices, such as GPU-based compute accelerators, in a data-center environment. It is designed to overcome many of the technical limitations of PCI-Express, the least of which is bandwidth. Intel sensed that its upcoming family of scalable compute accelerators under the Xe band need a specialized interconnect, which Intel wants to push as the next industry standard. The development of CXL is also triggered by compute accelerator majors NVIDIA and AMD already having similar interconnects of their own, NVLink and InfinityFabric, respectively. At a dedicated event dubbed 'Interconnect Day 2019,' Intel put out a technical presentation that spelled out the nuts and bolts of CXL.

Intel започна, като описа защо индустрията се нуждае от CXL и защо PCI-Express (PCIe) не отговаря на използвания от нея случай. За устройство с клиентски сегмент PCIe е перфектен, тъй като машините от клиентски сегмент нямат твърде много устройства, твърде голяма памет и приложенията нямат много голям отпечатък или мащаб на паметта на множество машини. PCIe не успява в центъра за обработка на данни, когато се справя с множество устройства, които са гладни за широчина на лентата, и обширни пулове за обща памет. Най-големият му недостатък са изолирани пулове памет за всяко устройство и неефективни механизми за достъп. Споделянето на ресурси е почти невъзможно. Споделянето на операнди и данни между множество устройства, като например два GPU ускорителя, работещи върху проблем, е много неефективно. И последно, има латентност, много от тях. Закъснението е най-големият враг на споделените пулове памет, които се разпростират на множество физически машини. CXL е проектиран да преодолее много от тези проблеми, без да изхвърля най-добрата част за PCIe - простотата и адаптивността на физическия му слой. CXL използва физическия слой PCIe и има сурова лента на хартия от 32 Gbps на лента, за посока, което се привежда в съответствие с PCIe gen 5.0 стандарта. Връзката слой е мястото, където е цялата тайна сос. Intel работи по нови протоколи за ръкостискане, автоматично договаряне и транзакции, заменящи тези на PCIe, предназначени да преодолеят своите недостатъци, изброени по-горе. С PCIe gen 5.0, който вече е стандартизиран от PCI-SIG, Intel може да споделя CXL IP обратно към SIG с PCIe gen 6.0. С други думи, Intel признава, че CXL може да не надживее PCIe и докато PCI-SIG не може да стандартизира gen 6.0 (около 2021-22, ако не и по-късно), CXL е нужният час. CXL транзакционният слой се състои от три мултиплексирани подпротоколи, които работят едновременно на една връзка. Те са: CXL.io, CXL.cache и CXL.memory. CXL.io се занимава с откриване на устройства, договаряне на връзки, прекъсвания, достъп до регистъра и т.н., които в основата си са задачи, които дават възможност на машина да работи с устройство. CXL.cache се занимава с достъпа на устройството до паметта на локален процесор. CXL.memory се занимава с достъпа на процесора до не локална памет (памет, управлявана от друг процесор или друга машина).
Intel изброи случаи на използване за CXL, който започва с ускорители с памет, като графични карти, GPU изчислителни ускорители и изчислителни карти с висока плътност. И трите протокола за транзакции на CXL транзакции са от значение за такива устройства. На следващо място са FPGA и NIC. Тук са от значение CXL.io и CXL.cache, тъй като мрежовите стекове се обработват от локални за NIC процесори. И накрая, има всички важни буфери на паметта. Можете да си представите тези устройства като 'NAS, но с DRAM пръчки.' Бъдещите центрове за данни ще се състоят от огромни масиви от памет, споделени между хиляди физически машини и ускорители. CXL.memory и CXL.cache са уместни. Голяма част от това, което прави CXL връзката слой по-бърз от PCIe, е неговият оптимизиран стек (обработващо натоварване за CPU). CXL стека е изграден от основата, като запазва ниската латентност като цел на дизайна.
Source: Serve the Home