互联标准之战，CXL正在走向胜利

互联标准之战，CXL正在走向胜利
 
在上世纪总线大战之下，各大厂商为了自己的开放标准纷纷全力出击，最终只留下PCIe统治着服务器市场。而在高性能计算对延迟、带宽要求越来越高的情况下，互联技术同样开展了类似的大战。CXL、CAPI（OpenCAPI）、CCIX、Gen-Z、AMD的Infinity Fabric与英伟达的NV Link等技术百花齐放，既有开放标准，也有专用标准。
 
这其中不少开放标准其实也都有对应的厂商在背后支持推动，比如CXL由英特尔主导，CCIX由赛灵思主导，OpenCAPI由IBM主导，Gen-Z由慧与主导。但这种分割的局面自然不是服务器市场内其他厂商想要看到的，他们希望能统一起来，为混合计算架构提供通用的互联方案，而不是一味地提供多种标准支持。好在这种局面似乎离我们不远了，从各种趋势来看，CXL正在走向最终的胜利。
 
从“言和”到“吞并”
 
CXL作为开放的行业互联标准，其作用是为主处理器与其他设备之间提供高带宽低延迟的连接，比如加速器、内存扩展和其他智能I/O设备。CXL诞生的时间其实并不长，离第一版规范的发布也才过去两年而已，其联盟创始成员包括阿里巴巴、华为、英特尔和微软等企业。CXL诞生之际，CCIX、OpenCAPI和Gen-Z早就在耕耘服务器市场了，也利用这提前几年的时间召集了不少联盟成员，那么最晚面世的CXL又是如何杀出重围的呢？
 
首先自然是来自联盟成员的支持，尤其是当前服务器CPU份额遥遥领先的霸主英特尔，像Gen-Z这样的标准要想做CPU互联，必须要CPU端的支持。但英特尔并未加入Gen-Z联盟，更不用谈支持了，GPU、加速器等产品想要在服务器市场继续生存下去，加入英特尔推行的CXL阵营成了一个理所当然的选择。

CXL 1.0与1.1用例 / CXL联盟
 
其次，CXL的I/O基于PCIe 5.0，可以充分利用它在速度和带宽上的优势。利用CXL，部分NIC等无本地内存的加速器可以直接使用处理器的DDR内存；而自带DDR或HBM内存的加速器，比如GPU、FPGA和ASIC设备等，可以实现内存互用，大大提高异构工作下的性能。内存扩展之类的产品利用CXL不仅可以省去宝贵的DRAM插槽，还能一并提高内存带宽。
 
Gen-Z这样的标准虽不愿意服输，但在CXL如此强势的崛起下，内存厂商、IP厂商、处理器厂商和加速器厂商纷纷加入了CXL联盟，甚至慧与也是CXL的创始成员。Gen-Z无奈之下也只能选择“握手言和”。2020年，CXL联盟与Gen-Z联盟达成合作备忘录，强调了两者之间的合作共赢，CXL专注于一致的节点层级计算，也就是机架内CPU、GPU和加速器之间的互联，而Gen-Z负责支持机架之间的互联。
 
而今年11月10日，Gen-Z联盟与CXL联盟正式发布公告，两者签署了一份意向书，在各方同意后，将把所有Gen-Z规范和资产转移给CXL联盟，双方联盟成员将专注于CXL这唯一的互联标准，减少无意义的重复工作。如此一来，CXL基本正式“吞并”了Gen-Z，加上两者之间互补的特性，CXL已经确立了自己的领先地位。
 
来自厂商的支持
 
近几个月内，英特尔、AMD等大厂都相继推出了自己的服务器产品，从他们的产品支持来看，我们也能看出倾向于哪种互联标准。作为CXL的主导者，英特尔自然不会减少对CXL的支持，其公布的Sapphire Rapids处理器将提供PCIe 5.0和CXL 1.1的支持；尽管刚发布的Milan-X并没有CXL支持，但AMD也同时宣布下一代Epyc处理器Genoa将提供CXL支持。

Arm Neoverse路线图 / Arm
 
Arm的Neoverse N2平台已经提供了对CCIX 2.0和CXL 2.0的支持，Arm也宣布下一代Poseidon平台将支持下一代CCIX与CXL标准；SiFive不久前公布的Performance P550核心也将通过Chip2Chip-Link，支持外部CXL连接。
 
因此从处理器的支持来看，无论是x86、Arm还是RISC-V似乎都开始在往CXL布局。三星也在今年发布了首个支持CXL的DDR5内存模组，消除了传统DDR内存通道数的限制，可将内存扩展至TB级的同时，还能极大降低由于缓存造成的系统延迟。
 
小结
 
CXL仅用了两到三年的时间，就走完了其他标准长途跋涉的路，不过由于支持PCIe 5.0和CXL的服务器处理器普遍都在2022年面世，加速器和内存厂商跟进还需要一定的时间。而Gen-Z也并不会就此成为历史，被并入CXL后，未来内存从TB走向PB级，很有可能仍要用到Gen-Z所代表的互联技术。