硬件架构“变天”了，不能只见树木不见森林

“数据觉醒新时代”是2022中国数据存储峰会的主题，主要聚焦在基于数据业务的创新。但让人眼前一亮的是在当天主论坛演讲中，英特尔架构师团队总监高丰提出：“与数据创新相比，信息体系架构要发生的巨大变化更值得关注。”这个架构变化，不但影响计算侧，也会影响数据存储侧、网络通信侧，忽略了这个变化，无疑是只见树木不见森林。

都说科技是第一生产力，因此业务应用创新也和信息技术的突破及应用息息相关，就像同一硬币的两面，体系架构的演变，伴随着新的技术突破与用户数据业务创新齐头并进。

谈到英特尔体系架构的突破变化，“XPU”是高丰在演讲中多次使用的高亮关键词。

这里的XPU其实也好理解，业内常用“异构计算”来表达。

我们对英特尔的CPU印象深刻，但可能对Agilex、Habana、eASIC、IPU、Xe相对缺乏了解。

“这些都是面向行业应用场景定制的方案，涉及FPGA、AI以及各种硬件加速或卸载的解决方案。”高丰解释说。

对于一些协议的处理，相比单纯使用CPU的方案，IPU方案更加高效，对于业务而言，意味着宝贵CPU计算资源的节省。因此，从存储协议到安全、加密/解密，IPU的应用非常流行。

如今的市场格局已经从CPU的一枝独秀，演绎为CPU、GPU、DPU的群英会，这种硬件体系架构“变天”，其实业内人士早已感同身受了，作为信息产业的领导厂商，英特尔布局XPU战略其实并不意外。

据披露，英特尔会在明年1月11发布第四代英特尔®至强®可扩展处理器，并称其是至强产品家族标志性的产品，其独特之处一是体现在处理器内部集成了加速器，用于数据压缩、AI等场景的加速，其性能远非基于PCIe的卸载方案可可比；另外，新的处理器将提供PCIe 5.0和DDR5的支持，IO带宽实现了翻番。同时更加突出的变化还是CXL新一代互联开放标准，这将是引领行业技术演进的力量。

CXL也是体系架构“变天”力量源泉，相比于硬件体系架构XPU，CXL带来的变化和冲击会更加深远，如果还没有意识到这种变化的来袭，则更是一种只见树木不见森林。

那么CXL最大的变化和优势是什么呢?

近些年来内存（DRAM）变化已经跟不上数据量增长的变化。内存的IO带宽瓶颈严重拖累了数据处理需求。与外部数据存储相比，内存IO带宽瓶颈已经冲击到冯诺依曼体系架构。

基于此背景，CXL的突破影响巨大。

图中绿色的部分是CXL带来的最突出变化。如果说XPU可以使用标准内存语意来操作内存板，替代基于PCIe DMA的操作。相比，CXL则解决了内存DRAM池化的难题，为XPU提供更大内存容量、带宽。

CXL有三种使用模式：类似解决智能NIC使用的CXL.io协议、CXL.cache使得主机处理器缓存、内存在本地可供GPU、ASIC和FPGA加速器使用，以及这些异构处理器所配备的DDR或HBM内存的缓存一致性问题，提升异构工作负载的效率；CXL.io和CXL.memory协议则用于内存扩展，连接到CXL总线的缓冲区可用于实现DRAM容量扩展、增加内存带宽或添加持久内存，而不会损失DRAM插槽。

“CXL会推动更多的创新。”高丰说。

高丰表示：以前的思路是从存储把数据搬运到CPU主内存，部分数据下压到存储侧；但现在的思路是通过CXL去链接控制指令，更加灵活。

CXL有着清晰的发展路线图。

高丰指出：“XPU、CXL也好，这些架构变化的核心就是解耦，解耦以后，让开发者更关注自己的业务创新，开发者可以动态组合各种硬件资源，而不是面对一些固定好的设备。”

在新的架构中，硬件资源可以动态的调整，这会给应用带来巨大的帮助！

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