CXL技術致力于為服務器提供經過優(yōu)化的解決方案，CXL 固有的不對稱性意味著它可能不適用于 CPU 到 CPU 的連接。為增進大家對CXL技術的認識，本文將對CXL技術協(xié)議以及CXL技術和其它技術的不同予以介紹。如果你對CXL技術具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、CXL協(xié)議

CXL協(xié)議包含三個子協(xié)議：

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

CXL.cache：這種模式可以通過將內存緩存到外部設備中來提高性能。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)保存在外部設備中。這樣可以減少內存訪問時間，提高整體系統(tǒng)性能。

CXL.memory：這種模式可以將外部設備作為主內存使用，從而實現(xiàn)更大的內存容量。CXL.memory模式允許CPU將外部設備看作是擴展內存，從而可以存儲更多的數(shù)據(jù)。這種方式可以提高系統(tǒng)的可靠性，因為即使發(fā)生了內存故障，CPU仍然可以通過外部設備繼續(xù)運行。

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展性。 CXL.io通過使用SerDes技術（一種將串行數(shù)據(jù)轉換為并行數(shù)據(jù)以及反向轉換的技術），在單個物理通道上同時傳輸多個不同的數(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練等高級特性。CXL.io的物理層規(guī)范定義了信號的電氣特性、時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的信號速率，并支持單向或雙向通信。連接器方面，CXL.io采用40個針腳的SMT連接器，其中27個針腳用于數(shù)據(jù)傳輸，其余用于電源、地線和時鐘信號。 CXL技術的三種類型：

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)卡這類高速緩存設備。

Type 2：具有所有 Type 1 設備的功能，通常用于具有高密度計算的場景。比如 GPU 加速器。

Type 3：一種專用的存儲設備，與主機處理器直接通信，并且可以使用 CXL 協(xié)議來實現(xiàn)低延遲、高吞吐量的數(shù)據(jù)傳輸。用作內存緩沖器，用于擴展內存帶寬和內存容量。

二、CXL和其它技術有什么不同

與PCIe、NVMe等技術的對比：

CXL帶寬顯著超越PCIe，CXL 2.0高達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。CXL和PCIe的高速傳輸，為數(shù)據(jù)密集型應用提供了強大支撐。

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，助力實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)傳輸。

CXL獨特支持內存擴展、緩存同步及設備直連內存訪問，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)卡及存儲設備連接；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、存儲設備，還能適配網(wǎng)絡適配器等外圍設備，展現(xiàn)廣泛應用場景。

CXL標準憑借卓越帶寬和低延遲，在高性能計算、機器學習及人工智能領域獨領風騷；CCIX標準則憑低功耗與高可靠性，在物聯(lián)網(wǎng)及移動設備領域大放異彩。兩大標準各有千秋，滿足不同場景需求。

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

CXL標準賦能大型服務器集群與超級計算機，實現(xiàn)高性能與內存擴展；而CCIX標準則專注于數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)及移動設備，確保低功耗與高可靠性，滿足多樣化應用需求。

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

CXL技術廣泛應用于數(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)計算與存儲資源，提升系統(tǒng)效能；于人工智能，它促進GPU、FPGA與主處理器協(xié)同，加速AI模型訓練與推理；于處理器互聯(lián)，CXL技術打破廠商壁壘，實現(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，引領未來計算新紀元。

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