CXL内存外形规格比较：探讨这一不断发展的标准

原创常华Andy Andy730

Source: Timothy Pezarro, Torry Steed, CXL™ Memory Form-Factor Comparison: Examination of Form-Factors for this Growing Standard, Sep 5, 2023

引言

数十年来，计算机系统一直采用直接连接到主机主板和CPU的DIMM内存模块。这些模块通过并行总线与主机主板及CPU直接通信。然而，随着现代应用程序，如人工智能与机器学习、图像处理、内存数据库和实时分析的兴起，对内存的需求前所未有地增加，需要一种新的解决方案，以满足对低延迟和高带宽内存的不断增长的需求。

Compute Express Link（CXL）是一种高带宽、低延迟的CPU与设备之间的互连标准，它构建在现有的PCI Express（PCIe）基础设施之上，充分利用了PCIe的物理和电气接口，并引入了额外的传输协议。CXL不仅支持内存扩展和内存池化，还包括内存共享，同时也使系统可组合性成为可能。CXL的设备支持三种主要类型：

类型1：智能网卡和加速器
类型2：带缓存的加速器
类型3：内存

鉴于对高密度和具有成本效益的内存解决方案需求的不断增长，最初的行业关注点集中在采用“类型3”（Type 3）内存模块进行内存扩展方面。正如本文所述，这些模块可以采用多种新兴规格，包括企业和数据中心标准规格（EDSFF）和插卡式（AIC）规格。

EDSFF规格

EDSFF规格由存储网络行业协会（SNIA）负责维护，它定义了一系列标准化的规格，相较于当前行业标准的固态硬盘规格，具备更多的优势。EDSFF支持多种不同的PCIe通道配置（x4、x8和x16），并提供多种不同的物理规格方案，所有这些规格都适用于基于CXL的设计。

EDSFF E1.S

图1 – 从左到右：E1.S 5.9mm（由SMART Modular Systems提供）；E1.S对称外壳（由Intel提供）；E1.S（由KIOXIA提供）；E1.S 5.9mm（由Micron提供）；E1.S 15mm（由Micron提供）

图2 – 超微服务器，内置32个E1.L，适用于1U机箱

EDSFF E3.S 和 E3.L

图3 – EDSFF模块对比

图4 – SMART Modular Technologies E3.S CXL内存模块

插卡式（AIC）外形规格

插卡式（AIC）外形规格，又称为卡片机电（CEM，Card Electromechanical）标准，是最古老的PCIe外形规格之一，适用于各种设备，包括图形加速器和网络卡等。可以在PCI-SIG网站上获取该标准。AIC支持不同的连接器尺寸和通道配置（x1、x2、x4、x8和x16），以及全高度和半高度（通常称为“low profile”）以及全长和半长。这一外形规格使得可以安装使用传统DRAM内存模块的CXL AIC，实现了高性价比的内存扩展。