128核至强6性能核处理器来了,英特尔用CXL和MRDIMM应对内存墙

2024年9月26日,英特尔在北京发布代号为Granite Rapids的至强6性能核处理器——6900P系列,该系列全新处理器的各种规格相较于上代有了明显提升,但更多核心还是难免会让人担心内存墙的问题。对此,英特尔打算用MRDIMM和CXL 2.0解决内存墙的问题。

在介绍MRDIMM和CXL 2.0之前,先来看看超大的3级缓存。高达504MB的三级缓存,应该是英特尔正常的通用处理器当中最大的了,平均单核有近4MB缓存,超大的缓存使得核心更高效地获取数据,降低内存访问延迟,提升整体系统的并行处理能力。

MRDIMM为性能核英特尔至强6提供了更大内存的带宽

接下来看看MRDIMM内存部分。首先,它的传统DRAM内存频率从DDR5 5600提高到了6400MT/s,如果用MRDIMM内存,频率直接就来到了惊人的8800MT/s。那么,什么是MRDIMM呢?

MRDIMM(Multiplexed Rank DIMM)是一种新型的内存模块架构,通过使用多路复用技术,使得多个Rank可以同时传输数据,从而减少了数据传输等待时间,最终提升了内存带宽和吞吐量。

简而言之,相比传统的DIMM(双列直插式内存模块),MRDIMM能够支持更高的内存频率。这次,英特尔把MRDIMM内存速度提升至8800MT/s,显著提高了内存的性能,在数据密集型应用中,比如高性能计算、数据库和人工智能工作负载都比较受用。

目前,MRDIMM第一代产品可达到8800 MT/s,而未来版本计划达到12800 MT/s甚至17600 MT/s,MRDIMM会显著提高内存的带宽和数据处理能力,让单颗核心享受到更大的内存带宽,从而缓解内存墙的问题。

英特尔的中国专家表示,英特尔希望通过支持MRDIMM内存来在一定程度上替代原来CPU Max产品的市场空间。相比之下,CPU Max是英特尔独有的产品,而MRDIMM是业内公开的标准,这一做法也符合英特尔一直以来比较开放的作风。

英特尔至强6性能核处理器支持CXL 2.0的Flat内存模式

在IO方面,性能核至强6支持多达96条PCIe 5.0通道,包含64条CXL 2.0通道。特别想说的是对于CXL 2.0的支持,CXL 2.0支持内存共享、池化,支持CXL交换机,从而可以让多个设备灵活共享更多内存资源,从而缓解内存墙的问题。

此前发布的至强6能效核处理器和这次的至强6性能核处理器都支持CXL 2.0,整个至强6支持三种CXL模式,整个至强6都可以使用更大的内存池,满足多样化的工作负载需求,有更高的内存资源利用率。这次,英特尔特别强调,仅至强6性能核处理器支持Flat 内存模式。

Flat内存模式可以将DRAM和CXL内存统一为一个内存层,为操作系统呈现一个单一的内存空间。这个模式下,硬件级别的分层管理完全透明,不需要操作系统进行干预,内存访问也不会因软件调度而受到影响,这会使得内存管理会更加高效。

Flat内存模式的优势有很多。从公开资料可见,这种模式下,硬件会根据内存访问频率,自动将热点数据放在DRAM中,较少访问的数据存储在CXL内存中,从而降低延迟。

Flat内存模式还支持即插即用的内存扩展。由于Flat内存模式通过CXL实现了即插即用的内存扩展,企业可以轻松增加内存容量,特别适合需要大规模内存支持的应用场景,例如AI和科学计算场景。

有意思的是,使用Flat内存模式时,用户可以将较便宜的内存模块,或者说即将淘汰的DDR4内存与新服务器平台支持的高性能DDR5内存结合使用,从而显著降低内存成本,成为降本增效的一把利器。

发布会现场,超聚变展示了超聚变CXL 2.0内存池解决方案。这是业界首款支持CXL 2.0+内存池,支持灵活分配内存资源,高效内存资源共享,提升系统效能。结合英特尔至强6性能核处理器,能充分发挥所有PCIe/CXL端口的带宽潜力,提升系统整体性能。

从展区看到的数据显示,该方案提供的共享内存访问时延不到300ns,支持48块内存条,可扩展至80个内存条,并且支持从16GB到128GB的内存条容量。该方案可用在云计算/虚拟化、科学计算以及AI与推理等场景。

几年前,CXL就描绘了很美好的未来。目前看来,考虑到AI等场景对内存带宽和容量的需求都在快速增加,内存池化的部分将会是最先落地的。英特尔专家介绍称,英特尔在至强6性能核处理器的内存控制器里做了很多工作,有助于改善CXL的延迟情况。

图片来自:Orchestrating memory disaggregation with Compute Express Link (CXL)

目前,英特尔在积极推进CXL技术落地,已经构建了较为完备的CXL技术生态。在国内也有包括澜起科技、超聚变等技术伙伴以及腾讯和阿里巴巴等终端用户。2024年7月,CXL技术应用俱乐部(CXL Tech Application Club)成立,预示着CXL国内产业生态步入协调发展阶段。