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A Micron se tornou a mais recente fabricante de chips a anunciar um módulo de expansão de memória compatível com CXL (Computer Express Link) 2.0, capaz de armazenar até 256 GB de DRAM em uma interface PCIe x8 sobressalente.
Enquanto o desenvolvimento no padrão CXL começou para falar a verdade no início de 2019, não foi até recentemente que as CPUs compatíveis da AMD e da Intel estavam prontamente disponíveis. Os respectivos Epycs e Xeons de 4ª geração dos fabricantes de chips são os primeiros a oferecer suporte ao padrão.
A tecnologia define um interface de cache coerente para conectar CPUs, memória, aceleradores e outros periféricos, construídos sobre PCIe. No entanto, no momento, todas as aplicações práticas giram em torno de conectar DRAM a uma interface PCIe da mesma forma que você pode conectar um SSD NVMe. Isso é essencialmente o que a Micron tem anunciado com seus módulos de expansão de memória CZ120, que na verdade usam o mesmo fator de forma E3.S 2T encontrado em alguns SSDs de datacenter.
Por que você deve começar a prestar atenção ao CXL agora
Os módulos estão disponíveis em capacidades de 128 GB e 256 GB e utilizam uma “arquitetura exclusiva de memória de canal duplo” capaz de fornecer 36 GB/s de largura de banda.
Não está exatamente claro como a Micron conseguiu fazer isso, já que uma interface PCIe 5.0 x8 é boa apenas para cerca de 32 GB/s. Entramos em contato com o fabricante do chip para comentar, mas se tivéssemos que adivinhar, o fabricante do chip está citando a largura de banda da memória fornecida pela DRAM ao controlador CXL, não ao sistema host.
Para quem são estes?
A Micron vê dois casos de uso principais para esses módulos. A primeira envolve a capacidade de adicionar capacidade de memória “incremental” para suportar cargas de trabalho crescentes. Se, por exemplo, você maximizou a memória de sua CPU, encaixar alguns módulos CXL é uma maneira de adicionar capacidade a um sistema existente, sem migrar para uma plataforma de vários soquetes. Usando oito módulos CZ120, a Micron diz que os usuários podem estender a memória do sistema em até 2 TB.
O segundo caso de uso envolve cargas de trabalho com restrição de largura de banda de memória — um gargalo comum em aplicativos de computação de alto desempenho. Se você maximizou a largura de banda de memória do seu sistema, os módulos de memória CXL oferecem uma maneira de ir além disso. No caso do CZ120 da Micron, cada módulo é bom para 36 GB/s adicionais de largura de banda de memória. Isso significa que esses oito módulos, do exemplo anterior, também são bons para 256 GB/s adicionais de largura de banda.
Embora anexar memória ao PCIe possa parecer uma má ideia se você se preocupa com a latência – há uma razão pela qual os DIMMS de memória estão amontoados o mais próximo possível do soquete – não é um problema tão grande quanto você pode pensar. Na verdade, fomos informados de que a latência é aproximadamente equivalente para um salto NUMA em um sistema de soquete duplo.
Um caso de uso que a Micron não discutiu em seu lançamento, mas em teoria deveria ser suportado pelos módulos é o pool de memória. A funcionalidade foi introduzida na versão 2.0 da especificação e permite que os módulos de memória CXL sejam acessados por vários processadores no host. Isso significa que, se você tiver um sistema com vários soquetes ou um acelerador compatível com CXL, esses processadores também poderão aproveitar essa memória.
O CZ120 da Micron está sendo amostrado para os clientes agora. No entanto, vale a pena notar que a Micron não é a primeira a anunciar um produto compatível com CXL 2.0. Samsung anunciado um módulo de memória CXL de fator de forma E3.S de 128 GB em maio. Enquanto isso, Astera Labs, foi falando alto seus chips da série Leo-P desde o ano passado.
O próximo passo do CXL
Embora muitos dos primeiros aplicativos do CXL se concentrem na memória, a interconexão é muito mais flexível. Com a introdução do Especificação CXL 3.0 no ano passado, o padrão ganhou suporte para switch fabrics, o que abriu a porta para arquiteturas totalmente desagregadas.
Em vez de apenas agrupar a memória entre algumas CPUs de host, todos os tipos de dispositivos, sejam eles de armazenamento, rede ou GPUs, podem ser acessados pela malha CXL. Em outras palavras, em vez de limitar o acesso a um banco de GPUs a um único servidor, você poderia ter um dispositivo de GPU habilitado para CXL, acessível a vários clientes a qualquer momento.
A ideia não é diferente de conectar vários switches de rede para que os clientes de cada lado da rede possam se comunicar com os sistemas do outro, exceto que, em vez de TCP e UDP sobre Ethernet, estamos falando de CXL rodando sobre PCIe.
No entanto, esta visão permanece alguns anos fora. Os fabricantes de chips apenas começaram a lançar suporte para CXL 1.1 – embora alguns já suportem CXL 2.0 para dispositivos de memória, como o Epyc da AMD. Levará algum tempo até que o conjunto completo de recursos do CXL atinja a maturidade. ®
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