Материалы по тегу: cxl

14.11.2020 [16:44], Алексей Степин

CXL обретает «плоть»: Microchip выпустила первые коипоненты PCI Express 5.0

Стандарт CXL, разработка второй версии которого была недавно закончена, обещает решить большую часть проблем, связанных с системами межсоединений в крупных кластерных системах и суперкомпьютерах. Теория мертва без практики: CXL даже первых версий базируется на возможностях PCI Express 5.0, интерфейса, ещё не реализованного в коммерчески доступных продуктах. Однако с помощью компании Microchip PCIe 5.0, а, значит, и CXL, начинают понемногу обретать «плоть».

Проектирование и реализация высокоскоростных шин обмена данными, таких как PCI Express, является почти искусством. Данные по линиям PCIe передаются на очень высоких частотах, составляющих уже 8 ГГц для версии 4.0. Речь скорее идёт о микроволновой СВЧ-электронике, имеющей свои законы.

При таких частотах исходный импульс сигнала быстро «портится»: помимо обычного затухания, происходит и размытие формы самого импульса. Искажения нарастают по мере увеличения длины линий связи, дополнительные искажения и переотражения сигнала вносит любая неоднородность: места пайки, контакты разъёмов и прочие элементы, а также соседние линии.

Пока речь идёт о платах расширения, бороться с такими проблемами не так сложно, расстояние от процессора до приёмников на борту PCIe-платы измеряется в самом худшем случае десятками сантиметров. Однако CXL провозглашается в качестве стандарта межсоединений в HPC-системах, а значит, длина линий связи будет существенно выше. В простых случаях обычно используются редрайверы — простые аналоговые усилители сигнала, но для целей CXL их недостаточно. Нужны ретаймеры.

Ретаймер же является устройством достаточно сложным, поскольку он должен принимать сигнал входной линии, декодировать его согласно протоколу, а затем, восстановив идеальную форму и длительность, передавать дальше. При этом ретаймер постоянно управляет своими приёмопередающими контроллерами в зависимости от характеристик канала и параметров сигнала. До ноября этого года ретаймеров, способных работать на скоростях PCI Express 5.0, толком и не было, но недавно компания Microchip официально анонсировала новую серию ретаймеров XpressConnect.

Основные размерности каналов PCIe в серверной и HPC-инфраструктуре обычно составляют 8 и 16 линий, поэтому в новой серии ретаймеров представлены чипы PM8658 и PM8659 соответственно. Microchip заявляет, что новинки способны увеличить длину работоспособного канала PCIe 5.0 (32 Гт/с) в три раза и, кроме того, могут выступать и в качестве сплиттеров, разделяя один канал на несколько с меньшим количеством линий.

Устройства отличаются пониженной латентностью, вносимые ими задержки на 80% меньше, нежели предусматривается спецификациями PCI Express. Кроме того, они содержат встроенные средства аппаратной диагностики и анализа целостности сигнала, а поддержка функций безопасности позволяет реализовывать системы на базе CXL 2.0 в наиболее полном варианте.

Новинки уже доступны производителям в небольших пробных партиях, однако информации о ценах Microchip пока не предоставила. Таким образом, инфраструктура PCI Express 5.0, а вместе с ней CXL, начинает обретать «плоть», пусть пока и небыстрыми темпами. Настоящая волна внедрения новых стандартов ожидается в 2023-2025 годах. Напомним также, что Microchip готова и к пришествию нового стандарта оперативной памяти, OMI — она уже поставляет разработчикам и производителям соответствующие контроллеры.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1025391
11.11.2020 [00:09], Алексей Степин

Стандарт Compute Express Link 2.0 финализирован

Проблема эффективной организации многоядерных и многоузловых вычислительных систем известна давно. Даже специально разработанные для этой цели интерконнекты и шины вроде InfiniBand не всегда справляются в достаточной мере. Консорциум CXL видит решение проблемы в развитии одноимённого стандарта, Compute Express Link, использующего PCI Express в качестве основы. Его первая версия увидела свет в марте 2019 года, и всё это время он активно развивался. Теперь официально опубликованы спецификации версии CXL за номером 2.0.

Изначально шина PCI Express — довольно простая система, обычно предусматривающая соединение хост-устройства и клиента по типу «точка-точка». Но для сложных многоузловых вычислительных комплексов таких возможностей явно недостаточно и в CXL реализованы различные протоколы «общения», оптимизированные с учётом трёх видов задач: ввода-вывода (IO), кеширования (Cache) и доступа к памяти (Memory).

Вернее, эта тройственная специализация была описана ещё в старых версиях стандарта CXL, но в версии 2.0 стандарт был существенно доработан. В основе CXL 2.0 по-прежнему лежит PCI Express 5.0 и изменений в скоростных показателях и латентности нет, но протокол получил поддержку коммутирования и шифрования. Также он теперь может работать с устройствами класса persistent memory, такими как память 3D XPoint.

Коммутаторы — важная часть экосистемы PCI Express, такие чипы позволяют искусственно расширять количество доступных линий шины. Конечно, ограничителем пропускной способности всё равно является «восходящий» канал, но, к примеру, ускорители в такой системе благодаря коммутатору могут общаться и между собой, минуя головное устройство.

В CXL 2.0 реализована полная поддержка коммутации, включая возможность расширения системы за счёт подключения дополнительных коммутаторов, допустима работа клиентских и хост-устройств как в режиме 1:1, так и с несколькими хостами сразу, вплоть до 16. При этом поддерживаются средства обеспечения качества обслуживания (QoS). Пока реализована лишь плоская модель коммутации, однако в планах разработчиков CXL присутствует и внедрение многоуровневой модели.

За последние несколько лет популярность устройств класса persistent memory (PMEM) сильно возросла, поскольку энергонезависимая память стала по-настоящему массовой, а кроме того, появились такие решения, как Intel Optane DC Persistent Memory, не слишком уступающие в производительности классической DRAM, но при этом обладающие всеми преимуществами NAND.

Поддержка устройств типа PMEM стала интегральной частью CXL 2.0, и теперь ресурсы такого типа могут объединяться в пулы, доступные в рамках логики CXL.memory. Подобные пулы в CXL-комплексах займут промежуточное место между пулами DRAM и массивами SSD-накопителей, доступ к ним полностью стандартизирован и не зависит от производителя конечных устройств.

Ранние версии CXL не поддерживали какого-либо единого стандарта шифрования, а значит, такая система межсоединений не была по-настоящему безопасной. В версии 2.0 такая поддержка появилась. Она является опциональной, но теперь силами интегрированных в контроллеры CXL 2.0 криптоускорителей шифроваться может любой канал передачи данных в рамках CXL-комплекса.

Использование шифрования может влиять на показатели латентности, однако величина такого «пенальти» зависит от конкретного сценария использования и возможностей контроллеров CXL. При необходимости минимизации задержек поддержку шифрования в системе CXL 2.0 можно будет отключить.

Нововведения, представленные в CXL 2.0, соответствуют современным тенденциям в мире высокопроизводительных вычислений. В частности, реализация поддержки коммутации CXL говорит о том, что разработчики стандарта хорошо знакомы с концепцией дезагрегации серверных ресурсов. Что касается физической модели, то здесь отклонений от PCI Express 5.0 не планируется. Все устройства с поддержкой CXL смогут работать и в «чистом» режиме PCIe, хотя, возможно, с утратой некоторых возможностей.

PLDA уже предлагает IP-блоки с поддержкой CXL 2.0 и PCIe 5.0

PLDA уже предлагает IP-блоки с поддержкой CXL 2.0 и PCIe 5.0

Говорить о рыночных перспективах CXL пока рано, хотя бы потому, что даже реализация 1.0/1.1 требует поддержки PCI Express 5.0, а таких систем на рынке пока нет. Процессоры Intel Sapphire Rapids должны получить такую поддержку, но ожидать их стоит не ранее 2021 года. Ознакомиться подробнее со спецификациями CXL 2.0 можно, отправив запрос по этой ссылке.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1025054
03.04.2020 [13:37], Геннадий Детинич

Консорциумы CXL и Gen-Z объединяют усилия: протоколы станут совместимыми, а возможности расширятся

Консорциумы CXL и Gen-Z сообщили, что их руководящие органы подписали договор о взаимопонимании. Пописанный меморандум раскрывает планы сотрудничества между двумя организациями, обещая совместимые протоколы и расширенные возможности каждого из представленных интерфейсов.

Первые версии спецификаций Gen-Z и CXL (Compute Express Link) вышли, соответственно, в феврале 2018 года и в марте 2019 года. Каждый из этих интерфейсов призван обойти ограничения по пропускной способности, накладываемые на многоядерные и многоузловые конфигурации процессоров и ускорителей.

Как один, так и другой интерфейс отвечают за согласованность кешей множества подключённых решений и обеспечивают минимальные задержки при доступе к вычислительным ресурсам и хранилищам данных на основе ОЗУ или долговременных накопителей.

В то же время интерфейс CXL специализируется на согласованной работе внутри шасси, а интерфейс Gen-Z позволяет согласовывать работу на уровне блоков, стоек и массивов. В целом, участники консорциума Gen-Z поддержали идею Compute Express Link и признали её как дополняющую для развития интерфейса Gen-Z.

В течение прошлого года в консорциум CXL, за организацией которого стоит компания Intel, вошли много компаний, включая AMD и ARM. Дело оставалось за малым ― объединить усилия и добиться совместимости протоколов и архитектур.

Сегодня такой день настал. Консорциумы CXL и Gen-Z договорились организовать совместные смешанные рабочие группы для разработки «мостов» между протоколами обеих спецификаций и сделать всё необходимое, чтобы расширить возможности каждого из стандартов за счёт возможностей другого.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1007478
11.09.2019 [21:04], Владимир Мироненко

ARM присоединилась к консорциуму Compute Express Link (CXL)

Сегодня стало известно о том, что британский разработчик микропроцессорной архитектуры ARM присоединился к консорциуму Compute Express Link (CXL), созданному для продвижения предложенного Intel одноимённого стандарта интерфейса для процессоров и ускорителей. 

Немногим ранее к консорциуму присоединилась компания AMD, а также словацкий разработчик процессоров Tachyum, который известен своими заявлениями о разработке «убийцы Intel Xeon». 

Помимо Intel в число основателей консорциума вошли Alibaba, Cisco, Dell EMC, Facebook, Google, HPE, Huawei и Microsoft. Спецификации CXL опираются на физический интерфейс и протокол PCI Express 5.0. 

В блоге ARM отмечается, что компания присоединилась к консорциуму CXL, чтобы обеспечить разработку стандарта с учётом особенностей экосистемы ARM и чтобы внести свой вклад в будущее развитие этой концепции вместе с другими участниками CXL.

ARM активно участвует в рабочих группах CXL и выделяет ресурсы для продвижения стандарта, а также привлекла к этому ряд ведущих специалистов. Вместе с тем компания планирует продолжать развитие решений с шиной CCIX.

Постоянный URL: http://servernews.ru/993925
29.08.2019 [18:06], Геннадий Детинич

Компания Tachyum ― «убийца» Intel Xeon ― присоединилась к консорциуму CXL

Как гласит официальный пресс-релиз словацкой компании Tachyum, этот европейский разработчик процессоров общего назначения присоединился к консорциуму Compute Express Link (CXL). По иронии судьбы, CXL продвигает группа компаний во главе с Intel, а Tachyum разработала процессорную архитектуру, которая «должна заменить процессоры Intel Xeon».

Более того, амбиции Tachyum настолько велики, что она призывает выбросить Xeon на свалку истории.

Словацкий стартап Tachyum объявил о себе в 2017 году (компания создана в 2016 году). 

На конференции Hot Chips 2018 компания Tachyum представила проект 7-нм 64-ядерного процессора Prodigy общего назначения, производительность выше, чем у Intel Xeon, а потребление в 10 раз меньше. Также CPU Tachyum Prodigy должны быть 3 раза дешевле решений Intel в пересчёте на показатель MIPS (миллион операций в секунду). Из заявленных интерфейсов можно отметить шину PCIe 5.0 (72 линии) и порты 400 GbE.

Из недостатков ― производство процессора ожидается не раньше следующего года на мощностях TSMC. Попросту говоря, он существует пока только на бумаге.

Новой инициативой Tachyum стало присоединение к консорциуму CXL и, очевидно, приведёт к интеграции в процессор Prodigy совместимого линка. Это не так уж трудно. Интерфейс CXL опирается на спецификации PCI Express 5.0 и использует линии этой шины. Назначение CXL ― создать согласованную среду для работы процессоров и ускорителей (специализированных процессоров) при обращении к кешам и памяти. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/993220
19.07.2019 [13:00], Геннадий Детинич

AMD вошла в созданный Intel консорциум Compute Express Link

В марте этого года на горизонте появился очередной интерфейс будущего, призванный оптимизировать работу процессоров с зоопарком всевозможных ускорителей. В последние годы для согласованной работы процессоров с ускорителями придумано много открытых и проприетарных интерфейсов. Поэтому предложенный Intel и группой компаний Alibaba, Cisco, Dell EMC, Facebook, Google, HPE, Huawei и Microsoft стандарт Compute Express Link (CXL) не стал чем-то неожиданным, хотя рискнул добавить путаницы в растущий список межчиповых соединений.

На момент образования консорциума CXL компании AMD, Xilinx, IBM и ARM не вошли в новое индустриальное образование. Они и другие участники рынка компьютерных систем уже заняты разработкой и продвижением аналогичных интерфейсов в лице, например, спецификаций CCIX, OpenCAPI и Gen-Z. Впрочем, консорциум Gen-Z выразил поддержку интерфейсу и консорциуму Compute Express Link, что оставляло надежду, например, на сотрудничество с CXL компаний AMD и ARM.

Так и произошло. Сегодня компания AMD устами главного технолога Марка Пейпермастера (Mark Papermaster) сообщила, что она присоединилась к консорциуму Compute Express Link. В AMD придерживаются принципа участия в перспективных открытых проектах, особенно тех, которые обещают новый уровень в гетерогенных вычислениях. При этом в AMD подчёркивают, что не отказываются от разработки похожих, но имеющих свои специфические особенности интерфейсов CCIX, OpenCAPI и Gen-Z. Все они имеют право на существование для решения своих задач.

Конкретно интерес AMD к интерфейсу Compute Express Link мог быть продиктован тем, что CXL изначально опирается на самый передовой в ближайшей перспективе физический уровень передачи PCI Express 5.0. Другие интерфейсы могут оказаться на его фоне не самыми быстрыми, особенно CCIX, первая версия которого полагается на шину PCIe 4.0. С другой стороны, для CCIX это упрощает выход на рынок, а уж поддержку 5.0 можно добавить позже. 

PLDA

PLDA

Постоянный URL: http://servernews.ru/991014
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
Система Orphus