CXL技術(shù)致力于為服務(wù)器提供經(jīng)過優(yōu)化的解決方案，CXL 固有的不對(duì)稱性意味著它可能不適用于 CPU 到 CPU 的連接。為增進(jìn)大家對(duì)CXL技術(shù)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)CXL技術(shù)協(xié)議以及CXL技術(shù)和其它技術(shù)的不同予以介紹。如果你對(duì)CXL技術(shù)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、CXL協(xié)議

CXL協(xié)議包含三個(gè)子協(xié)議：

CXL.io：這種模式可以將內(nèi)存擴(kuò)展到外部設(shè)備，使得數(shù)據(jù)的傳輸速度更快。CXL.io通過PCIe總線連接CPU和外部設(shè)備，這樣CPU就可以與外部設(shè)備共享內(nèi)存，并且可以直接訪問外部設(shè)備的I/O資源。

CXL.cache：這種模式可以通過將內(nèi)存緩存到外部設(shè)備中來提高性能。CXL.cache模式允許CPU在本地緩存中保留最常用的數(shù)據(jù)，而將不常用的數(shù)據(jù)保存在外部設(shè)備中。這樣可以減少內(nèi)存訪問時(shí)間，提高整體系統(tǒng)性能。

CXL.memory：這種模式可以將外部設(shè)備作為主內(nèi)存使用，從而實(shí)現(xiàn)更大的內(nèi)存容量。CXL.memory模式允許CPU將外部設(shè)備看作是擴(kuò)展內(nèi)存，從而可以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。這種方式可以提高系統(tǒng)的可靠性，因?yàn)榧词拱l(fā)生了內(nèi)存故障，CPU仍然可以通過外部設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行。

CXL.io是Compute Express Link（CXL）規(guī)范中定義的物理層接口，可以提供比傳統(tǒng)PCIe更低的延遲、更高的帶寬和更好的可擴(kuò)展性。 CXL.io通過使用SerDes技術(shù)（一種將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)以及反向轉(zhuǎn)換的技術(shù)），在單個(gè)物理通道上同時(shí)傳輸多個(gè)不同的數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)流可以包括帶寬密集型的數(shù)據(jù)流、低延遲的命令和控制信息以及配置寄存器和狀態(tài)信息。CXL.io還支持熱插拔和鏈路訓(xùn)練等高級(jí)特性。CXL.io的物理層規(guī)范定義了信號(hào)的電氣特性、時(shí)序要求和連接器接口，以確保高可靠性和高性能。CXL.io采用4x25Gbps或3x32Gbps的信號(hào)速率，并支持單向或雙向通信。連接器方面，CXL.io采用40個(gè)針腳的SMT連接器，其中27個(gè)針腳用于數(shù)據(jù)傳輸，其余用于電源、地線和時(shí)鐘信號(hào)。 CXL技術(shù)的三種類型：

Type 1：通過 PCIe 插槽安裝的加速卡或附加卡。這些卡可以與現(xiàn)有系統(tǒng)集成，并通過 CXL 接口與 CPU 直接通信以提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。用于網(wǎng)卡這類高速緩存設(shè)備。

Type 2：具有所有 Type 1 設(shè)備的功能，通常用于具有高密度計(jì)算的場(chǎng)景。比如 GPU 加速器。

Type 3：一種專用的存儲(chǔ)設(shè)備，與主機(jī)處理器直接通信，并且可以使用 CXL 協(xié)議來實(shí)現(xiàn)低延遲、高吞吐量的數(shù)據(jù)傳輸。用作內(nèi)存緩沖器，用于擴(kuò)展內(nèi)存帶寬和內(nèi)存容量。

二、CXL和其它技術(shù)有什么不同

與PCIe、NVMe等技術(shù)的對(duì)比：

CXL帶寬顯著超越PCIe，CXL 2.0高達(dá)5 GT/s，而PCIe 5.0則躍升至32 GT/s。NVMe作為協(xié)議，其帶寬受限于具體互連技術(shù)。CXL和PCIe的高速傳輸，為數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提供了強(qiáng)大支撐。

CXL與PCIe均具低延遲特性，CXL略勝一籌；NVMe協(xié)議則在延遲性能上同樣出色，助力實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)傳輸。

CXL獨(dú)特支持內(nèi)存擴(kuò)展、緩存同步及設(shè)備直連內(nèi)存訪問，功能超越PCIe與NVMe，展現(xiàn)卓越性能與靈活性。

PCIe適用于GPU、網(wǎng)卡及存儲(chǔ)設(shè)備連接；NVMe專用于固態(tài)硬盤；而CXL則展現(xiàn)卓越靈活性，不僅連接處理器、存儲(chǔ)設(shè)備，還能適配網(wǎng)絡(luò)適配器等外圍設(shè)備，展現(xiàn)廣泛應(yīng)用場(chǎng)景。

CXL標(biāo)準(zhǔn)憑借卓越帶寬和低延遲，在高性能計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)及人工智能領(lǐng)域獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷；CCIX標(biāo)準(zhǔn)則憑低功耗與高可靠性，在物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域大放異彩。兩大標(biāo)準(zhǔn)各有千秋，滿足不同場(chǎng)景需求。

CXL標(biāo)準(zhǔn)基于PCI Express協(xié)議，完美兼容現(xiàn)有PCIe接口；相比之下，CCIX標(biāo)準(zhǔn)需全新物理層和控制層，兼容性相對(duì)受限。

CXL標(biāo)準(zhǔn)賦能大型服務(wù)器集群與超級(jí)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)高性能與內(nèi)存擴(kuò)展；而CCIX標(biāo)準(zhǔn)則專注于數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)設(shè)備，確保低功耗與高可靠性，滿足多樣化應(yīng)用需求。

CXL兼容x86、Power及ARM等多元處理器架構(gòu)，而CCIX則聚焦于ARM和Power，對(duì)x86架構(gòu)的支持較為有限，展示了兩者架構(gòu)兼容性的明顯差異。

CXL技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、人工智能與處理器互聯(lián)。于數(shù)據(jù)中心，它互聯(lián)計(jì)算與存儲(chǔ)資源，提升系統(tǒng)效能；于人工智能，它促進(jìn)GPU、FPGA與主處理器協(xié)同，加速AI模型訓(xùn)練與推理；于處理器互聯(lián)，CXL技術(shù)打破廠商壁壘，實(shí)現(xiàn)處理器間無縫互聯(lián)，系統(tǒng)性能與靈活性雙提升。CXL技術(shù)，引領(lǐng)未來計(jì)算新紀(jì)元。

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