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在目前已發表或展出的各式CXL解決方案與產品中,我們認為Type 3類型的CXL擴充記憶體卡,是最接近上市階段的產品,可作為初窺CXL應用形態的範例。
根據我們的觀察,目前三星、SK Hynix、SMART Modular Technologies(世邁科技)、Montage Technology與Meta等廠商,都曾發表或展出CXL擴充記憶體卡,其中Montage Technology與Meta展出的產品,都是工程測試原型,其他3家廠商的產品較成熟。
這3家CXL記憶體擴充卡供應商中,最早在市面上推出實際產品的,是三星的CXL記憶體擴展器(CXL Memory Expander),2021年5月便發表第1代產品,到了2022年5月又推出升級的第2代產品。
然後,是SK Hynix在2022年8月發表的CXL 2.0記憶體裝置(CXL 2.0 Memory)。再來是世邁科技,他們在2022年9月發表了XMM CXL記憶體。
這3款產品同樣採用EDSFF E3.S的外形規格,這也是基於PCIe x16通道的CXL附加裝置標準外形規格,上面搭載了CXL控制器,以及不同數量的DDR 5記憶體。
例如,三星CXL記憶體擴展器第1代產品的容量為128GB,升級版則擁有512GB容量;SK Hynix的CXL 2.0記憶體裝置,容量為96GB;世邁科技的XMM CXL記憶體容量相對較小,只有64GB,不過,根據該公司的相關資料顯示,另有96 GB款式,未來還將推出容量增加到256GB的版本。
相較於Type 1與Type 2等兩種應用裝置,Type 3應用裝置的目的與效果較為單純,主要是透過安裝CXL擴充記憶體卡,讓伺服器突破既有DIMM插槽的限制,大幅提高CPU所能獲得的記憶體容量與傳輸頻寬。
例如,三星就宣稱,透過安裝其CXL記憶體擴展器,可以讓每顆CPU獲得的記憶體數量增加一倍。
SK Hynix則發布更具體的效益數字,根據他們的資料指出,目前1顆x86 CPU最多只能配置8個DDR5記憶體通道,以及768GB DRAM記憶體(96GB模組×8),記憶體傳輸頻寬約在260至320GB/s之間。
而透過PCIe插槽安裝4組SK Hynix的CXL 2.0記憶體裝置後,則可讓每個CPU的記憶體配置容量提高到1.15TB(原有的768GB記憶體,加上4組CXL記憶體擴充卡提供的384GB記憶體),較原本增加將近50%,記憶體傳輸頻寬也提高到360至480GB/s(每組CXL記憶體擴充卡可提供額外的30至40GB/s記憶體頻寬),較原本提升40%,改善幅度可說十分顯著。
既有的CXL擴充記憶體卡產品
已有數家廠商推出CXL擴充記憶體卡產品,左上與左下分別為三星的CXL記憶體擴展器,以及SK Hynix的CXL 2.0記憶體裝置,右為世邁科技的XMM CXL記憶體,均採用EDSFF E3.S外形規格,並搭載64GB至512GB不等的DDR5記憶體。圖片來源/Samsung,SK hynix,SMART Modular Technologies
CXL記憶體擴充卡的效益
透過CXL記憶體擴充卡,可以顯著提高伺服器CPU的記憶體頻寬與容量。以上圖為例,SK hynix表示,單一中央處理器最多只能配置8個記憶體通道,獲得768GB記憶體容量,以及260至320GB/s記憶體頻寬。而安裝4組CXL擴充記憶體後,CPU可用的記憶體容量與頻寬,大幅增加了50%與40%。圖片來源/SK hynix
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