1.背景与需求

• 内存瓶颈问题：现代计算系统面临内存容量不足的挑战，尤其在大数据和高性能计算应用中。
• 解决方案：通过将存储（如SSD）作为工作内存来扩展容量，利用闪存的高容量和非易失性特点。

2. CXL的优势

• 对比传统PCIe：
  • PCIe由于设计上的局限性（如缓存一致性不足、较低带宽），难以高效支持内存扩展。
  • CXL通过子协议（CXL.io、CXL.cache和CXL.mem）实现了更高效的内存管理和缓存一致性。
  • 内存请求可缓存于CPU片上缓存，仅在缓存未命中时访问底层存储，显著降低延迟。
  •  

3. CXL类型与适用性

• 设备类型：
  • Type 1：为无设备端内存的加速器设计。
  • Type 2：支持CXL.io、CXL.cache和CXL.mem，但缓存一致性管理负担较重。
  • Type 3：仅支持CXL.io和CXL.mem，无需缓存一致性管理，适合存储内存扩展。
• 选择理由：Type 3由于其简单设计和高效性，被认为更适合CXL存储内存扩展器。
•  

4.性能评估

• 测试结果：
  • 在硬件原型测试中，CXL在缓存命中情况下的性能远优于PCIe。
  • 最坏情况下的延迟仍不及DRAM，但对于大多数高局部性工作负载，CXL的容量和性能平衡具有优势。
  •  

5.多主机和存储池化

• 横向扩展：通过CXL交换机连接多个存储设备和主机，实现大规模扩展。
• 资源分配优化：使用多逻辑设备(MLD)技术，将存储资源精细划分以支持多主机共享，提高利用率。
•  

6.提高性能的建议

• 提示机制：允许用户通过指令向存储设备发送提示（如延迟要求或缓冲策略），优化任务调度。
• 虚拟层次结构：为每个主机与存储设备之间构建唯一路由路径，确保资源高效分配。
•  

7.挑战与未来工作

• 挑战：CXL基于存储的内存扩展器仍面临诸多技术设计上的复杂性，例如如何更好地控制延迟和内部任务管理。
• 未来方向：进一步开发注释机制和交换机可扩展性，并优化存储资源的分解与利用。

总结来看，CXL为内存扩展提供了全新思路，其高性能、高容量的特性为解决现代计算瓶颈问题带来了广阔前景，但仍需进一步优化设计和扩展功能以满足多样化需求。

如果你有其他任何关于PCIe5&6.0, CXL, NVMe/NVMoF, NAND, DDR5/LPDDR5以及UFS测试方面的问题想咨询，请添加saniffer公众号留言，或致电021-50807071 / 13127856862，sales@saniffer.com。