作為全球最大數(shù)據(jù)產(chǎn)生國之一，隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的成倍增長，中國對更高性能數(shù)據(jù)中心的需求日益迫切。根據(jù)IDC Global DataSphere對每年數(shù)據(jù)產(chǎn)生量的預(yù)測，全球數(shù)據(jù)量的復(fù)合年增長率（CAGR）將達(dá)到21.2%，并在2022年至2026年期間增加一倍多。而中國的數(shù)據(jù)規(guī)模將從2022年的23.88ZB增長至2027年的76.6ZB，復(fù)合年增長率達(dá)到26.3%，成為全球生產(chǎn)數(shù)據(jù)最多的國家。這給當(dāng)今的現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心帶來了更多的挑戰(zhàn)。

　　此外，數(shù)據(jù)中心正在轉(zhuǎn)向異構(gòu)和云計算架構(gòu)，同時多樣化、高性能計算工作負(fù)載也正在興起，形式包括人工智能（AI）、機器學(xué)習(xí)（ML）、實時分析和高性能存內(nèi)計算（in-memory computing）等，這將繼續(xù)推動數(shù)據(jù)處理要求和下一代數(shù)據(jù)中心性能的提高。

　　不斷發(fā)展變化的處理需求

　　數(shù)據(jù)處理要求的提高給數(shù)據(jù)中心內(nèi)存提出了難題。服務(wù)器中的計算節(jié)點越來越以內(nèi)存為中心，直連式內(nèi)存和固態(tài)存儲在延遲和成本方面存在巨大差距，這對服務(wù)器內(nèi)存的層次結(jié)構(gòu)提出了挑戰(zhàn)。當(dāng)處理器耗盡直連式內(nèi)存空間時，它就會轉(zhuǎn)到固態(tài)存儲，這意味著它必須等待；而這種等待或延遲會極大地影響計算性能。第二個問題是，主內(nèi)存帶寬的擴展速度與CPU核心數(shù)量的增加速度不匹配。在超過一定的核心數(shù)量后，所有CPU都會出現(xiàn)帶寬不足的情況，從而無法充分發(fā)揮增加核心數(shù)量所帶來的優(yōu)勢。第三個問題是內(nèi)存資源的利用率不足，因為這些快速的加速計算架構(gòu)中每個加速器都有自己的專用內(nèi)存。

　　簡而言之，隨著新用例的不斷涌現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載正變得日益多樣化，而可組合的基礎(chǔ)設(shè)施將是適應(yīng)工作負(fù)載需求的完美選項。在數(shù)據(jù)中心規(guī)模上，未被充分利用的資源對總體擁有成本（TCO）的影響很大。內(nèi)存是服務(wù)器成本的主要組成部分。CPU、內(nèi)存和存儲的生命周期各不相同，如果能夠單獨更換這些服務(wù)器組件，就能進(jìn)一步降低總體擁有成本。為了滿足這些需求并解決數(shù)據(jù)中心當(dāng)前的問題，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)需要全面演進(jìn)。

　　CXL 互連技術(shù)的突破

　　CXL（Compute Express Link）是一種開放式行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互連，可在主機處理器與加速器、內(nèi)存緩沖區(qū)和智能 I/O 設(shè)備等設(shè)備之間提供高帶寬、低延遲連接，從而滿足高性能異構(gòu)計算的要求，并且其維護(hù)CPU內(nèi)存空間和連接設(shè)備內(nèi)存之間的一致性。CXL的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在極高兼容性和內(nèi)存一致性兩方面，適用于處理器、內(nèi)存擴展和加速器，它為解決數(shù)據(jù)中心所面臨的CPU和設(shè)備、設(shè)備和設(shè)備之間的內(nèi)存鴻溝挑戰(zhàn)提供了一種新的方案。該技術(shù)能夠通過分層內(nèi)存架構(gòu)彌補延遲差距，并且可以在數(shù)據(jù)最密集的工作負(fù)載需要時以一種節(jié)省引腳的方式增加更多內(nèi)存，借助CXL服務(wù)器可以按需共享內(nèi)存。

　　最終，CXL可以使數(shù)據(jù)中心從一種每臺服務(wù)器都有專用處理和內(nèi)存以及網(wǎng)絡(luò)和加速器等其他資源的模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N擁有共享資源池的分解模式。這些資源池可以根據(jù)特定工作負(fù)載的需求進(jìn)行高效組合，這種分解組合模式可根據(jù)工作負(fù)載定制計算資源，為數(shù)據(jù)中心帶來諸多優(yōu)勢，包括更高的性能和效率、更低的總體擁有成本等。

　　加速下一代計算

　　分解（或機架級架構(gòu)）以及通用接口的概念已存在多年。要將這些概念變成現(xiàn)實，高性能接口的發(fā)展以及業(yè)界在處理器、內(nèi)存和加速器中使用CXL作為高速緩存一致性互連技術(shù)的共識至關(guān)重要。

　　在半導(dǎo)體行業(yè)，Rambus公司是提供這類開創(chuàng)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)新時代的高性能CXL解決方案的企業(yè)之一。通過在整個生態(tài)系統(tǒng)中建立牢固的關(guān)系和密切的聯(lián)系，Rambus開發(fā)出差異化的產(chǎn)品和IP，可應(yīng)對行業(yè)的挑戰(zhàn)與需求。

　　據(jù)了解，Rambus提供的產(chǎn)品包括高性能ComputeExpress Link™（CXL™）2.0和3.1控制器，這兩款控制器專為用于SoC、ASIC和FPGA而優(yōu)化。這些高性能接口解決方案適用于AI/ML、數(shù)據(jù)中心和邊緣應(yīng)用。Rambus還可以利用其在DDR和PCIe/CXL數(shù)字IP方面的專業(yè)知識，提供高帶寬的高速緩存一致性互連性能。從安全角度看，Rambus幫助推動數(shù)據(jù)中心連接技術(shù)向前發(fā)展，并提供安全解決方案保護(hù)使用中的硬件和數(shù)據(jù)，以及通過先進(jìn)的ECC和RAS來確保數(shù)據(jù)完整性。

　　未來，CXL預(yù)計將逐步被采用，助力數(shù)據(jù)中心解決目前面臨的問題。第一步將是低延遲內(nèi)存擴展，這對于支持日益增長的計算核心數(shù)量十分重要。CPU可通過CXL連接到遠(yuǎn)離自己的內(nèi)存，從而使服務(wù)器能夠獲得所需的足夠內(nèi)存，并變得更加靈活。

　　之后，CXL還將為內(nèi)存分層和池化提供支持，幫助提高內(nèi)存利用率并最終實現(xiàn)整個機架級結(jié)構(gòu)的分解，包括內(nèi)存、計算和I/O等。借助CXL，內(nèi)存模塊、加速器和I/O設(shè)備可以連接到機架級結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)靈活的資源分配和組合。

　　我們相信，在這個人工智能正蓬勃發(fā)展的新時代，CXL或?qū)氐赘淖儸F(xiàn)有的云數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，幫助企業(yè)滿足日益增長的算力和帶寬需求。

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