Материалы по тегу: интерфейсы

12.03.2019 [12:55], Геннадий Детинич

Intel на тропе интерфейсных войн: предложены спецификации Compute Express Link 1.0

В последние годы вычислительные платформы взяли курс на многокомпонентность. Прежде всего, это функционирование в одной системе разнородных (гетерогенных) процессорных архитектур и разного рода специализированных ускорителей на FPGA, GPU или ASIC. Сразу же оказалось, что между процессором (хостом) и ускорителями возникают узкие места для перекачки больших массивов данных. Это особенно заметно, когда ускорители обладают значительными объёмами кеширующей или другой бортовой памятью.

Проблему могли и могут решить интерфейсы и протоколы, которые обеспечили бы согласованность обращения к памяти и кешам процессора общего назначения и ускорителей (через общее адресное пространство и другое). И такие интерфейсы стали появляться. Это NVIDIA NVLink, GenZ и CCIX, не считая некоторых проприетарных разработок AMD и ARM. Часть из этих стандартов/межсоединенний открыты, часть нет. Сегодня к таким интерфейсам добавился ещё один, созданный в недрах компании Intel, но декларируемый как открытый и свободный от лицензионных отчислений.

Компания Intel сообщила, что девять компаний, включая её, создали консорциум Compute Express Link (CXL) и спецификации CXL версии 1.0. Кроме Intel основателями консорциума стали компании Alibaba, Cisco, Dell EMC, Facebook, Google, HPE, Huawei и Microsoft. Компании AMD, Xilinx, IBM и ARM не вошли в консорциум CXL. Все они продвигают фактически конкурента стандарту CXL ― стандарт CCIX. Как и CCIX, спецификации CXL опираются на физический интерфейс и протокол PCI Express. Правда, CCIX использует интерфейс PCI Express 4.0, а CXL ― PCI Express 5.0. Это, кстати, отодвигает реализацию интерфейса CXL на 2021 год, что даёт дорогу CCIX. Зато период популярности PCIe 4.0 ожидается очень коротким, после чего на сцену надолго выйдет интерфейс PCIe 5.0 и новоявленный Compute Express Link. Тем не менее, стандарты CCIX и CXL, очевидно, ждёт прямое столкновение и совсем непонятно, кто из них в итоге станет доминирующим.

Консорциум CXL и Intel не раскрывают деталей спецификаций Compute Express Link. Утверждается, что стандарт CXL обеспечит минимальные задержки при обмене данными хоста с ускорителями и станет одним из самых скоростных интерфейсов для подобного обмена. Поскольку протокол CXL будет работать на типичном интерфейсе PCI Express 5.0, реализация поддержки Compute Express Link будет стоить минимальных денег. Участники консорциума вообще будут освобождены от уплат лицензионных отчислений. В компании Intel ожидают, что к консорциуму CXL присоединятся другие разработчики процессоров и ускорителей и вместе они смогут разработать новую версию спецификации ― CXL 2.0.

Кстати, стандарт CXL активно поддержал консорциум GenZ. Сообщается, что GenZ и CXL будут дополнять друг друга, а не перекрывать возможности одного или другого протокола. Это означает, что с CXL могут согласовывать свои разработки компании AMD и ARM. Это даёт надежду, что история с «лебедем, раком и щукой» останется басней, а не очередной практикой для индустрии.

Постоянный URL: http://servernews.ru/984083
08.08.2018 [16:34], Геннадий Детинич

Toshiba показала прототип SSD NVMe-oF с подключением по Ethernet

Японская компания Toshiba продолжает совершенствовать системы хранения данных. Новая разработка воплотилась в прототипе системы хранения на твердотельных накопителях с прямым подключением по Ethernet. Подобный подход упрощает как архитектуру хранилищ, так и необходимую для передачи данных инфраструктуру ЦОД, не теряя при этом в скорости доступа к данным, включая сохранение малых задержек.

Программная составляющая платформы Toshiba NVMe-oF

Программная составляющая платформы Toshiba NVMe-oF

Экспериментальная система собрана в доработанном шасси высотой 2U компании Aupera Technologies. Кроме накопителей SSD NVMe-oF в форм-факторе U.2 в корпусе находятся два коммутатора 100 GbE с организацией шести восходящих портов. Внутри корпуса накопители Toshiba NVMe-oF подключаются по двухпортовой схеме к интерфейсу 25 GbE. В качестве контроллера (моста) выступает чип Marvell 88SN2400 NVMe-oF.

Подобная конфигурация показала себя в работе с лучшей стороны, обеспечив производительность при чтении случайных 4-Кбайт блоков на уровне 16 млн IOPS. В целом построение решения относится к так называемой архитектуре JBOF (Just Bunch of Flash), которая исключает из платформы центральный процессор. Простая по организации и конфигурации платформа СХД с прямым сетевым подключением накопителей и с поддержкой протокола NVMe — это то, что упростит системы хранения данных без потери всех преимуществ накопителей на твердотельной памяти.

Постоянный URL: http://servernews.ru/973700
21.02.2018 [14:36], Геннадий Детинич

Завершена разработка спецификаций Gen-Z Core Specification 1.0

Организация Gen-Z Consortium сообщила о завершении разработки спецификаций Gen-Z Core Specification 1.0. Работа над спецификациями Gen-Z формально началась в октябре 2016 года, когда из ряда крупнейших и не очень крупных компаний был создан одноимённый консорциум. Его основателями стали компании AMD, ARM, Broadcom, Cray, Dell EMC, Hewlett Packard Enterprise, Huawei, IDT, Micron, Samsung, SK Hynix, и Xilinx. Сегодня консорциум насчитывает около 50 активных участников. Впрочем, два крупных игрока на рынке вычислительных систем отказались в него войти — это компании Intel и NVIDIA.

Интерфейс и протокол Gen-Z открытый и свободен от лицензионных сборов, хотя за его использование в разработках, очевидно, придётся внести определённую оплату. Потенциально Gen-Z может заменить шину PCI Express в тех случаях, когда необходимо концентрироваться на работе с данными и носителями. В этом суть необходимости создания нового интерфейса — задержки при обращении к памяти в многоядерном окружении начали достигать критических для работы приложений значений. Переход на новый протокол и новые межсоединения обещает снизить латентность обращения к памяти до 100 нс и быстрее. За эту идею, кстати, вступлением в консорциум проголосовали все производители памяти.

Память станет «центром вселенной» инетрфейса Gen-Z

Память станет «центром вселенной» для интерфейса Gen-Z

Получить доступ к спецификациям Gen-Z Core Specification 1.0 после регистрации на сайте могут все желающие. Готовность спецификаций также означает, что разработчики могут приступать к созданию решений с поддержкой нового интерфейса и IP-блоков для интеграции в сторонние разработки. Ожидается, что в течение 2018 года появится много практических решений с использованием нового стандарта.

Постоянный URL: http://servernews.ru/965961
05.12.2017 [13:35], Геннадий Детинич

GlobalFoundries углубляется в кремниевую фотонику

Кремниевая фотоника — сквозная передача данных по оптическим каналам внутри процессора, между компонентами компьютера, между компьютерами и между ЦОД — обещает две вещи одновременно. Во-первых, увеличится пропускная способность при передаче данных. Во-вторых, это не только не потребует увеличения питания, но даже в разы снизит потребление интерфейсных цепей. Интеграции оптических цепей в состав процессоров и контроллеров благоприятствует то, что кремний прозрачный для инфракрасного излучения и сигнал в этом диапазоне прекрасно распространяется по оптическим волноводам внутри чипов.

Встроенный в вычислительную платформу оптический интерфейс в представлении Intel

Встроенный в вычислительную платформу оптический интерфейс в представлении Intel

Ведущие компании, включая Intel и IBM, вплотную подошли к интеграции оптических цепей в процессоры: полупроводниковых лазеров, оптических мультиплексоров и прочего. Компания Intel оказалась даже на пороге коммерциализации фирменных модулей MXC и соответствующей инфраструктуры ЦОД. Правда, в 2015 году проект был заморожен, и компания выдвинула на первый план сигнальный интерфейс Omni-Path, который может встраиваться в процессоры и ускорители Xeon Phi. Но будущее ЦОД всё равно за кремниевой фотоникой.

Оптический интерфейс X1 на базе разъёма в проекте The Machine компании HP

Оптический интерфейс X1 на базе разъёма Gen-Z в проекте The Machine компании HP

Компания GlobalFoundrie, как сообщается в свежем пресс-релизе этого контрактного производителя полупроводников, тоже верит в перспективу интегрированных оптических интерфейсов. На своих линиях GlobalFoundries готовится выпускать решения, которые будут нести оптические линии связи, встроенные в заказные БИС и многокристальные сборки. Интеграция и переход на внутричиповые оптические интерфейсы с возможностью выхода наружу для организации оптической передачи данных между системами позволит до 10 раз расширить пропускную способность и до 5 раз сократит потребление при передаче данных.

Интегрированная в процессор оптическая система компании Ayar Labs

Интегрированная в процессор оптическая система компании Ayar Labs

В основе кремниевой фотоники GlobalFoundries лежит разработка американских учёных, переданная в коммерческую эксплуатацию стартапу Ayar Labs. О компании Ayar Labs и её процессорах с оптическим интерфейсом мы рассказывали ровно два года назад. Компания GlobalFoundries будет адаптировать технологию производства гибридных интерфейсов Ayar Labs к своему 45-нм CMOS-техпроцессу. В свою очередь, Ayar Labs на правах лицензирования предоставит всем желающим клиентам GlobalFoundries блоки Design IP для создания продуктов с оптическими интерфейсами. Данная инициатива обещает привести к появлению интерфейсов с пропускной способностью до 10 Тбит/с.

Постоянный URL: http://servernews.ru/962441
24.05.2016 [17:11], Геннадий Детинич

CCIX: единое вычислительное пространство для ARM, x86, IBM Power и ускорителей

Когерентные или согласованные вычислительные платформы стали продолжением идеи гетерогенных вычислений. В новейшей истории гетерогенные вычисления получили толчок к развитию из реализаций компаниями AMD и NVIDIA технологий GPGPU, предполагающих использование графических процессоров для обработки кода общего назначения. Завязка GPU на решение неграфических задач логично привела к необходимости согласованной работы центрального и графических процессоров, что, в общем случае, можно назвать когерентностью кеша. Иначе говоря, необходимо было обеспечить целостность данных, хранящихся в локальных кешах на разделяемых ресурсах. Это одно из ключевых условий работы гетерогенных платформ.

HSA

HSA

Летом 2012 года идея гетерогенных вычислений буквально взлетела в облака. Компаниями AMD и ARM был образован межотраслевой консорциум Heterogeneous Systems Architecture Foundation. В разделяемые ресурсы HSA подразумевается включать не только платформы AMD, но и решения на архитектуре ARM, а также выполнять организацию сетевого и, в первую очередь, облачного распределения ресурсов — облака как платформы, облака как услуги и других подобных решений.

Участники объединенния HSA (HSA)

Участники объединенния HSA (HSA)

Дальнейшим развитием идеи гетерогенных вычислений обещают стать универсальные вычислительные платформы, которые будут сочетать (и разделять ресурсы) между специализированными процессорами и процессорами общего назначения вне зависимости от какой-либо процессорной архитектуры. Такое тоже уже есть. В рамках развития открытых серверных архитектур Open Compute Project компания Facebook предложила платы «group hug board», название которых можно перевести как место для обнимашек. А на днях было объявлено о запуске по-настоящему грандиозного межплатформенного проекта. Семь ведущих компаний компьютерного сектора объявили о создании консорциума Cache Coherent Interconnect for Accelerators (CCIX). По замыслу организаторов —  компаний AMD, ARM, Huawei, IBM, Mellanox, Qualcomm и Xilinx — для работы процессоров на различных архитектурах и ускорителей должно быть создано единое программно-аппаратное вычислительное пространство.

Платформа CCIX объеденит не сочетаемое напрямую (CCIX)

Платформа CCIX объединит не сочетаемое напрямую (CCIX)

Черновые спецификации CCIX (стандарта или платформы) обещают быть представлены до конца текущего года. Платформа CCIX позволит связать единым адресным пространством и общей шиной x86-совместимые процессоры, процессоры на ARM, процессоры IBM Power, сетевые и сигнальные процессоры, а также ускорители или, в общем случае, программируемые матрицы FPGA. Ожидается, что платформа CCIX станет прозрачной для операционных систем и обеспечит согласованную работу разнородного «железа» без драйверов и без необходимости использовать систему прерываний. Это снизит задержки и значительно увеличит производительность решений, ведь сегодня всё перечисленное выше работает, в лучшем случае, используя шину PCI Express и довольно простые протоколы.

Основатели консорциума CCIX (CCIX)

Основатели консорциума CCIX (CCIX)

Значение и последствия организации CCIX довольно трудно переоценить и непросто осмыслить с учётом всех аспектов. Эта тема гарантированно получит дальнейшее развитие, хотя каждая из перечисленных выше компаний может похвастаться своим собственным новейшим когерентным интерфейсом, а значит, что внутри группы неизбежны конфликты интересов. Но всех их объединяет одно — это брошенный компанией Intel вызов в виде интегрированных в процессоры Xeon программируемых матриц (ускорителей) компании Altera. Другие тоже так хотят. Возможно, на совершенно недостижимом для платформ Intel уровне.

Постоянный URL: http://servernews.ru/933410
Система Orphus