《科創(chuàng)板日報》4月11訊 以ChatGPT為代表的AI大模型對高性能存儲芯片的需求與日俱增，在高容量、高運(yùn)算能力的需求下，CXL、HBM等新的存儲技術(shù)備受市場關(guān)注。

華西證券日前研報指出，CXL帶來的DRAM池化技術(shù)可以大大節(jié)約數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本，同時也將大大帶動DRAM的用量。SK海力士副會長樸正浩也曾在演講中透露，隨著ChatGPT等應(yīng)用開啟AI新時代，加上相關(guān)技術(shù)演進(jìn)，預(yù)計(jì)全球數(shù)據(jù)生成、儲存、處理量將呈等比級數(shù)增長。在技術(shù)演進(jìn)的路上，為克服主機(jī)CPU存儲器容量受限問題，CXL技術(shù)相當(dāng)重要。

CXL全稱Compute Express Link，意為計(jì)算快速鏈接，是一種全新的互聯(lián)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。隨著存儲成本不斷增加，傳統(tǒng)的PCI-e技術(shù)逐漸乏力。在此背景下，基于PCI-e協(xié)議的CXL技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

據(jù)了解，CXL能夠讓CPU與GPU、FPGA或其他加速器之間實(shí)現(xiàn)高速高效的互聯(lián)，從而滿足高性能異構(gòu)計(jì)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，從而解決了各設(shè)備間的存儲割裂的問題，能夠大大降低內(nèi)存的分割導(dǎo)致的浪費(fèi)和性能下降。

如上圖所示，當(dāng)下主流的計(jì)算系統(tǒng)通常采用高速緩存（SRAM）、主存（DRAM）、外部存儲（NAND Flash）的三級存儲結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)運(yùn)作時，需要不斷地在內(nèi)存中來回傳輸信息。數(shù)據(jù)在三級存儲間傳輸時，后級的響應(yīng)時間及傳輸帶寬都將拖累整體的性能，并且由于數(shù)據(jù)量龐大，系統(tǒng)需要借助外部存儲并用網(wǎng)絡(luò)IO來訪問數(shù)據(jù)，致使訪問速度下降幾個數(shù)量級。而CXL技術(shù)的高兼容性、內(nèi)存一致性等優(yōu)勢能夠有效解決上述問題。

除了能夠解決單機(jī)設(shè)備連接問題以外，從CXL2.0（迭代版本）開始，其帶來的內(nèi)存池化（Pooling）技術(shù)超出了單機(jī)的范疇，還能夠提高內(nèi)存的使用率，并降低內(nèi)存的使用成本。

如上圖所示，CXL2.0加入了一層Switch，在H1、H2等設(shè)備內(nèi)存不足時，CXL技術(shù)能夠讓設(shè)備在內(nèi)存池里尋找內(nèi)存空間。在該框架下，跨系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存池成為可能。

對此，華西證券認(rèn)為，引入DRAM池化，按需分配可以大大提高內(nèi)存使用效率，并節(jié)約數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本。CXL目前已經(jīng)完全支持池化技術(shù)，如果該理念得到廣泛應(yīng)用，內(nèi)存將成為提高服務(wù)器性能另外的重要手段之一。

目前，各大廠商均積極擁抱CXL技術(shù)浪潮：

英特爾：攜手阿里巴巴、思科、戴爾EMC、Facebook、谷歌、HPE、華為以及微軟等公司成立CXL開放合作聯(lián)盟，旨在共同合作開發(fā)CXL開放互連技術(shù)并制定相應(yīng)規(guī)范。

AMD：EPYC Genoa支持DDR5、PCle5.0以及CXL1.1接口。另一產(chǎn)品Bergamo擁有更高的電源效率和每插槽性能，將會和Genoa采用相同的CPU接口，支持PCle5.0和DDR5以及CXL1.1。

SK海力士：于2022年10月成功開發(fā)行業(yè)首款將計(jì)算功能與CXL存儲器相結(jié)合的CMS。據(jù)悉，該解決方案擬搭載于下一代服務(wù)器平臺上，有望提升系統(tǒng)性能和能源效率。

Marvell：收購先進(jìn)CXL技術(shù)領(lǐng)先開發(fā)商Tanzanite。事業(yè)部副總裁表示，CXL將成為實(shí)現(xiàn)下一代數(shù)據(jù)中心最佳資源利用的重大變革者。

Rambus：推出了CXL內(nèi)存互連計(jì)劃，并宣布與包括云、系統(tǒng)和內(nèi)存企業(yè)在內(nèi)的生態(tài)體系達(dá)成合作，以加快CXL內(nèi)存互連解決方案的開發(fā)和落地。當(dāng)年10月，Rambus發(fā)布了CXL2.0控制器。

機(jī)構(gòu)進(jìn)一步指出，在AI的大時代下，隨著CXL的應(yīng)用滲透率提升，服務(wù)器也從傳統(tǒng)圍繞CPU的設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)向?yàn)橐訢RAM為中心的架構(gòu)。建議關(guān)注以瀾起科技為代表的CXL技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司；兆易創(chuàng)新、江波龍等DRAM及其模組設(shè)計(jì)相關(guān)公司；通富微電、深科技、長電科技等HBM、DRAM封裝產(chǎn)業(yè)鏈公司以及中微公司、北方華創(chuàng)、拓荊科技、微導(dǎo)納米等可提供高深寬比設(shè)備的制造端廠商。