Expressverbindung für Rechenprozessoren

CXL (Compute Express Link) ist eine moderne Hochgeschwindigkeitsverbindungstechnologie für heterogene Rechenarchitekturen in KI-Rechenzentren und im High-Performance Computing. CXL basiert auf der physikalischen PCIe-Schicht und ermöglicht es verschiedenen Arten von Recheneinheiten (CPU, GPU, Beschleunigern usw.), Speicher mit niedriger Latenz effizient gemeinsam zu nutzen. Dadurch werden Memory Pooling und die dynamische Ressourcenzuweisung ermöglicht. Das schafft mehr Flexibilität für zukünftige Anforderungen an die Recheninfrastruktur.

CXL umfasst drei Hauptprotokolle, die je nach Anwendungsszenario unabhängig voneinander oder gemeinsam eingesetzt werden können:
．CXL.io: Ähnlich wie PCIe übernimmt dieses Protokoll die Datenübertragung und Geräteverwaltung und ermöglicht I/O-Operationen mit niedrigerer Latenz.
．CXL.cache: Ermöglicht Peripheriegeräten, den CPU-Speicher direkt zwischenzuspeichern und darauf zuzugreifen, wobei die Datenkonsistenz erhalten bleibt.
．CXL.memory: Ermöglicht der CPU den Zugriff auf geräteseitig angeschlossenen Speicher, wobei die Datenkonsistenz gewahrt bleibt.

Weitere Informationen:Die KI-Fabrik revolutionieren: Der Aufstieg des CXL Memory Pooling

Mit dem rasanten Wachstum generativer KI haben sich die Leistungsengpässe in Systemen von der reinen Rechenleistung hin zur Effizienz der Datenübertragung verlagert. Obwohl sich die CPU-Leistung kontinuierlich verbessert, verhindern die begrenzten Bandbreiten der Speicherkanäle, dass die Hardware ihr volles Potenzial ausschöpfen kann. Dadurch entsteht die sogenannte „Memory Wall“.

Diese Einschränkung ist bei herkömmlichen Servern weit verbreitet. Sie verringert die Effizienz und führt häufig zu überdimensionierter Speicherausstattung sowie zur Verschwendung von Ressourcen. Mit CXL kann die CPU Speicher aus verschiedenen Quellen als einen einzigen logischen Adressraum behandeln und so die Kapazitätsgrenzen der Steckplätze auf dem Mainboard überwinden. Dieses modulare Design vereinfacht zudem Systemerweiterungen und Wartung. Darüber hinaus ermöglicht es KI-Rechenzentren, gemeinsam genutzte Speicherarchitekturen für die dynamische Ressourcenverteilung mit geringer Latenz und hohem Durchsatz aufzubauen und so variable, datenintensive Workloads zu unterstützen.

GIGABYTE Server wurden für die CXL-Technologie validiert und optimiert. Durch die Bereitstellung von Hochgeschwindigkeitsverbindungen mit Cache-Kohärenz zwischen CPUs und Geräten verbessern sie die Ressourcennutzung, unterstützen umfangreiche Speichererweiterungen und reduzieren die Latenz im Vergleich zu direkten DRAM-Verbindungen. Dadurch eignen sie sich besonders für generative KI, HPC und Cloud-Anwendungen mit hohem Datenverarbeitungsbedarf.

Die CXL-Speichererweiterungslösungen von GIGABYTE für Server, beispielsweise in den Modellen R284-S91 und R263-Z39, umfassen:
．CPU- und DIMM-DRAM: Schnellster Zugriff über herkömmlichen Arbeitsspeicher.
．Über PCIe angebundener DRAM: GIGABYTE Server sind für CXL validiert und unterstützen Speichererweiterungen über E3.S-PCIe oder zusätzliche Karten für mehr Flexibilität.
．An Speicher angebundener Speicher: Speichererweiterung über Speichergeräte zur Verbesserung der Skalierbarkeit und Ressourcenverteilung mithilfe von SSDs/HDDs.