业界首个CXL基础设施建成

三星电子公司建立了业界首个获得全球领先开源解决方案提供商红帽公司认证的 Compute Express Link (CXL) 基础设施，从而能够快速开发 CXL 产品并向客户供应定制产品。

这家韩国最大的内存芯片供应商宣布，得益于红帽的认证，该公司在位于韩国华城的三星内存研究中心 (SMRC) 成功建成 CXL 基础设施，可在该基础设施上直接验证服务器配置元素，包括 CXL 相关产品和软件。

三星表示，本月初该公司已使用该基础设施成功验证其 CXL 内存模块 DRAM (CMM-D) 产品，这也是半导体行业首创。经红帽认证的 CXL 基础设施预计将加速 CXL 产品的开发，因为三星电子可以在 SMRC 验证 CXL 产品后立即向红帽注册。

该公司补充说，新的基础设施还有望使这家韩国芯片制造商能够“通过在早期开发阶段优化产品”为不同的客户提供定制的 CXL 解决方案。

这一里程碑发生在去年 12 月，三星电子成功验证了其 CXL 内存产品与 Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 9.3 的互操作性之后约六个月。Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 9.3 是由这家美国软件开发商开发的企业 Linux 操作系统 (OS)。

CXL，用于人工智能和机器学习的下一代内存

CXL 是一种统一的接口标准，可连接各种处理器，如中央处理器 (CPU)、图形处理单元 (GPU) 和内存设备。三星电子解释说，在需要海量数据处理的人工智能计算和机器学习时代，它的需求预计会增长，因为它可以将内存容量和带宽扩展到远远超出今天的能力范围。

CXL技术发展的历史可以追溯到2019年3月，在Intel主导下，号召阿里巴巴集团、Cisco、Dell、Facebook（Meta）、Google、HPE、华为、微软等厂商，成立了CXL联盟（CXL Consortium） ，共同发展与推广这个高速介面新标准。接下来，又有更多厂商参与这个阵营，以目前CXL联盟董事会（Board of Directors）而言，除了前述9家创始成员，还有AMD、Arm、IBM、美光与Nvidia；以贡献者（Contributors）身分参与CXL联盟的厂商，则有Ericsson、富士通、新华三、Hitachi、浪潮、Kioxia、联想、Oracle、高通、Seagate、SK hynix、VMware、WD等，超过60家，几乎囊括当前主要的处理器、服务器、网络、存储供应商。

据 Yole Intelligence 称，CXL 市场预计将从 2022 年的 170 万美元增长到 2026 年的 21 亿美元，其中 70%（即 15 亿美元）将由 CXL 内存解决方案构成。

三星电子的 CXL 内存扩展器

三星电子的竞争对手SK 海力士也在竞相开发 CXL 内存产品。

这一最新进展也有望扩大尚处于起步阶段的 CXL 生态系统。自 2022 年 5 月签署谅解备忘录以合作开发下一代内存以来，三星电子和红帽一直在合作开发 CXL 开源和参考模型。

CXL规范迄今一共发展了3个世代，一共4个主要版本，包括1.0版、1.1版、2.0版、3.0版。

1. CXL 1.0/1.1规范: 只允许主机CPU与周边装置一对一直连。运用弹性受到较大的限制。

2. CXL 2.0: 允许主机与周边装置间组成多对多连接的交换网路，大幅提高了CXL装置连接数量与弹性。而且，每个CXL 2.0周边装置，还能切割为多个逻辑装置（Logical Devices），借此将自身存储器的不同区域（memory region）动态分派给最多16个主机CPU存取，大幅改善CPU与周边装置间的连接弹性,CXL 2.0也新增完整性与资料加密机制（Integrity and Data Encryption，IDE）改善了安全性。

3. 最新的CXL 3.0: 则进一步提供多层式交换连接，并支援网格式(Mesh)或环状(Ring)等非树状的交换连接架构，CPU端更灵活的周边装置连接能力，以及改进的多重存取能力，可以组成更复杂、庞大，也更弹性的CXL连接环境。

CXL的3种周边应用形态

Type 1：适用于自身没有独立存储器的周边装置，利用CXL协定将主机CPU的存储器分享给周边装置使用。

Type 2：适用于自身含有高效能存储器的周边装置，利用CXL协定让主机CPU与周边装置相互存取彼此的存储器，在两者间动态调整存储器资源配置。

Type 3：适用于内含DRAM或SCM存储器的存储器扩充卡，利用CXL协定让主机CPU存取扩充卡上的存储器资源，从而提高主机CPU的存储器容量与频宽。

总体而言，CXL优势明显，体现在极高兼容性和内存一致性两方面上。

首先，CXL兼容性很高，支持PCIe接口的处理器基本都可以使用；其次，CXL的一大优势就是内存一致性，CXL可在CPU、GPU、FPGA等之间建立高速且低延迟的互连，维护内存之间的一致性，连成一个庞大的堆栈内存池，共享、互取对方的内存资源，这样可以有效降低延迟，大幅提升数据运算效率。

此外，CXL还可以向CPU主机处理器添加更多内存，支持大容量工作负载的性能。