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硬件架构“变天”了,不能只见树木不见森林

2022-11-18

数据觉醒新时代是2022中国数据存储峰会的主题,主要聚焦在基于数据业务的创新。但让人眼前一亮的是在当天主论坛演讲中,英特尔架构师团队总监高丰提出:“与数据创新相比,信息体系架构要发生的巨大变化更值得关注。”这个架构变化,不但影响计算侧,也会影响数据存储侧、网络通信侧,忽略了这个变化,无疑是只见树木不见森林。

都说科技是第一生产力,因此业务应用创新也和信息技术的突破及应用息息相关,就像同一硬币的两面,体系架构的演变,伴随着新的技术突破与用户数据业务创新齐头并进。


谈到英特尔体系架构的突破变化,“XPU”是高丰在演讲中多次使用的高亮关键词。


这里的XPU其实也好理解,业内常用“异构计算”来表达。




我们对英特尔的CPU印象深刻,但可能对Agilex、Habana、eASIC、IPU、Xe相对缺乏了解。


“这些都是面向行业应用场景定制的方案,涉及FPGA、AI以及各种硬件加速或卸载的解决方案。”高丰解释说。


对于一些协议的处理,相比单纯使用CPU的方案,IPU方案更加高效,对于业务而言,意味着宝贵CPU计算资源的节省。因此,从存储协议到安全、加密/解密,IPU的应用非常流行。



如今的市场格局已经从CPU的一枝独秀,演绎为CPU、GPU、DPU的群英会,这种硬件体系架构“变天”,其实业内人士早已感同身受了,作为信息产业的领导厂商,英特尔布局XPU战略其实并不意外。


据披露,英特尔会在明年1月11发布四代英特尔® 至强® 可扩展处理器,并称其是至强产品家族标志性的产品,其独特之处一是体现在处理器内部集成了加速器,用于数据压缩、AI等场景的加速,其性能远非基于PCIe的卸载方案可可比;另外,新的处理器将提供PCIe 5.0和DDR5的支持,IO带宽实现了翻番。同时更加突出的变化还是CXL新一代互联开放标准,这将是引领行业技术演进的力量。



CXL也是体系架构“变天”力量源泉,相比于硬件体系架构XPU,CXL带来的变化和冲击会更加深远,如果还没有意识到这种变化的来袭,则更是一种只见树木不见森林。


那么CXL最大的变化和优势是什么呢?


近些年来内存(DRAM)变化已经跟不上数据量增长的变化。内存的IO带宽瓶颈严重拖累了数据处理需求。与外部数据存储相比,内存IO带宽瓶颈已经冲击到冯诺依曼体系架构。


基于此背景,CXL的突破影响巨大。



图中绿色的部分是CXL带来的最突出变化。如果说XPU可以使用标准内存语意来操作内存板,替代基于PCIe DMA的操作。相比,CXL则解决了内存DRAM池化的难题,为XPU提供更大内存容量、带宽。



CXL有三种使用模式:类似解决智能NIC使用的CXL.io协议、CXL.cache使得主机处理器缓存、内存在本地可供GPU、ASIC和FPGA加速器使用,以及这些异构处理器所配备的DDR或HBM内存的缓存一致性问题,提升异构工作负载的效率;CXL.io和CXL.memory协议则用于内存扩展,连接到CXL总线的缓冲区可用于实现DRAM容量扩展、增加内存带宽或添加持久内存,而不会损失DRAM插槽。


“CXL会推动更多的创新。”高丰说。



高丰表示:以前的思路是从存储把数据搬运到CPU主内存,部分数据下压到存储侧;但现在的思路是通过CXL去链接控制指令,更加灵活。


CXL有着清晰的发展路线图。


高丰指出:“XPU、CXL也好,这些架构变化的核心就是解耦,解耦以后,让开发者更关注自己的业务创新,开发者可以动态组合各种硬件资源,而不是面对一些固定好的设备。”


在新的架构中,硬件资源可以动态的调整,这会给应用带来巨大的帮助!


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文章转载自:DOIT传媒

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