基于PCIe 5.0的新标准将“连接” CPU和GPU-关于它的已知信息

CXL联盟引入了一个新的开放标准-Compute Express Link( CXL )。 这将有助于组织处理器与其他设备(GPU,FPGA和内存)之间的高速通信。 CXL 1.0基于PCIe 5.0接口,该接口有望在今年成为规范。 让我们讨论该解决方案的技术细节和类似物。


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为什么需要新标准


处理和加密大量数据的需求,人工智能系统和MO算法的发展导致异构解决方案的普及。 在其中,通用处理器与加速器一起工作-图形处理器,FPGA和ASIC芯片。 每个组件都专门执行特定任务,从而提高了系统性能。

当处理大量数据时(例如,在数据中心中),用于在异构组件之间交换信息的通道有时会成为“瓶颈”。 为了最大程度地减少延迟 ,CXL联盟(包括云提供商和数据中心设备开发人员)引入了Compute Express Link标准。

对标准的了解


它基于PCI Express 5.0接口,旨在连接服务器组件。 这意味着该标准将支持 16条线上计算元素之间的带宽高达128 GB / s。 在这种情况下,将使用在PCI Express 3.0中实现的经济型128b / 130b编码。

在示意图上,连接可以表示如下:


CXL 具有三种接口方法。 第一个是用于传输命令和更新设备状态的I / O模式。 第二个是用于在主机和加速器之间共享RAM的内存协议。 第三个是确保内存一致性的接口。

我们在公司博客中写的内容:


潜在和不利因素


PCIe 5.0总线专门设计用于解决需要最大吞吐量的问题-与图形处理器,网络技术和高负载系统配合使用。 因此,CXL开发人员期望机器学习机构和数据中心运营商对新标准有所需求。 由于该技术是GPU,FPGA,ASIC和其他加速器的“ 基础 ”,因此很可能不会在用户PC的体系结构中使用。

IT界认为,新标准可能不会被广泛采用。 由于行业中有足够的类似标准和规范,例如CCIX和GenZ(我们将在下面讨论它们)。 标准的广泛适应可能会因其分布模型而受到阻碍。 尽管Compute Express Link是开放标准,但只有联盟成员才能访问其完整规范。 虽然尚不清楚它们发布后是否会在市场上相互竞争。


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相似标准


如上所述,CXL有几个类似物,包括GenZ和CCIX。

GenZ总线规范被称为 “ PCIe的可能的后续产品”,于2018年2月发布 。大约50家大型IT公司参与了其开发。 创建标准的目的与CXL的目标没有什么不同-可以提高处理器,内存和图形卡之间的数据交换速度。

该联盟的代表认为 ,Gen-Z绕过了PCIe中存在的点对点通信限制,并直接寻址内存。 该规范已经准备好,并且在财团的网站上公开发布。

CCIX是另一个包括知名公司的财团 。 同名标准的第一个规范于2018年夏天发布 。它基于PCIe 4.0,可实现25 GB / s的吞吐量。

Xilinx已经在其Versal FPGA芯片上实现了基于第一个CCIX规范的架构概念。 在不久的将来,其他市场参与者也计划引入CCIX,其中一些已经提交了测试实现。

标准的未来


至少有两个财团在规格开发速度上领先于 CXL。 但是,PCIe 5.0标准的优势可能会帮助CXL领先于竞争对手,并成为处理器和异构系统制造商的行业标准。 基于该技术的设备将有助于加快数据中心和云中数据的处理速度,并将在AI系统和HPC解决方案的开发中找到应用。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN443984/


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