在傳統CPU中心架構中,中央處理器通過內存訪問外部存儲器,而數據必須經過網絡接口卡才能到達外部存儲器。這種架構存在集中式計算、DRAM帶寬和容量挑戰、大量數據移動(服務器內和網絡)以及固定計算導致工作負載容量增長等問題。
而在計算存儲架構中,引入了計算存儲陣列,它由計算存儲驅動器組成,這些驅動器具有內置的計算功能,并且可以連接到計算存儲處理器(無存儲)。這種架構的特點是并行計算(利用率上升)、優化DRAM帶寬和利用率、減少數據移動(降低功耗/延遲)以及隨著容量增加擴展計算能力。
CSD將計算單元嵌入存儲設備,支持近數據處理(NDP),減少數據傳輸。但面臨三大挑戰:
- ?數據管理:傳統文件系統導致元數據冗余訪問和一致性問題。
- ?任務調度:異構硬件資源(CPU/FPGA/閃存通道)需高效調度混合任務。
- ?應用優化:CSD算力有限,需結合應用特征定制存儲與計算方案。
在CPU每個Die中封裝相應Memory Die, 從而實現非一致性內存訪問(即NUMA),部分緩解集中式內存訪問帶來的瓶頸點問題。
CXL 聯盟定義了3種CXL設備的概念設計,分別是:
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??type1 連接交換機的專用加速網卡
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??type2 數據密集型的GPU、FPGA加速卡
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??type3 內存Cache池
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1.?Host Memory:主機內存,由CPU直接訪問的內存模塊。
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2.?MC(Memory Controller):內存控制器,負責管理內存訪問請求,通常集成在CPU或PCH(Platform Controller Hub)中。
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3.?Root Complex:根復雜度,PCIe拓撲結構中的核心部分,連接著各種設備和橋接器。
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4.?IO Bridge:I/O橋接器,用于連接不同類型總線的設備,例如PCIe設備。
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5.?IOMMU(Input/Output Memory Management Unit):輸入/輸出內存管理單元,用于虛擬化和安全目的,能夠映射和保護設備的內存訪問權限。
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6.?Home Agent:宿主代理,CXL架構中的一個重要組件,負責協調CXL設備與主機之間的通信。
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7.?CXL Memory Expander:CXL內存擴展器,一種專門設計用來增加系統內存容量的設備。
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8.?CXL Attached Memory:通過CXL連接的內存,可以被主機和CXL設備共享訪問。