Компания Rambus выпустила второе поколение регистровых драйверов (RCD) для памяти DDR5 — ключевых компонентов, которые позволят производителям памяти выпускать серверные модули регистровой (буферизированной, RDIMM) ОЗУ DDR5 со скоростью передачи данных до 5600 МТ/с (мегатранзакций в секунду).

Компания уже выпускает микросхемы RCD первого поколения для модулей памяти RDIMM DDR5-4800, которые будут использоваться в модулях ОЗУ, предназначенных для систем на базе грядущих серверных процессоров Intel Xeon Scalable 4-го поколения с кодовым именем Sapphire Rapids и других поддерживаемых платформ. Второе поколение RCD ориентировано на использование в составе RDIMM- и LRDIMM-модулей ОЗУ с эффективной частотой до 5600 МГц.

Источник изображений: Rambus

Модуль RCD представляет собой буферный компонент, который располагается между контроллером памяти и чипами памяти DRAM и перераспределяет команды и сигналы адресов внутри модуля для обеспечения целостности этих сигналов, а также позволяя подключать больше запоминающий устройств к одному каналу DRAM. Поскольку RCD является буфером, он естественно увеличивает задержки в работе ОЗУ. Для корректной работы драйвер требует поддержки определённого уровня передачи данных.

В Rambus отмечают, что второе поколение RCD для памяти DDR5 не только на 17 % процентов увеличивает пиковую пропускную способность памяти, но также оптимизирует задержки для повышения реальной производительности RDIMM-модулей памяти и повышает их энергоэффективность.

Компания уже готова поставлять микросхемы регистрового драйвера (RCD) второе поколение для памяти DDR5 производителям ОЗУ. Когда появятся первые модули ОЗУ DDR5-5600 RDIMM и LRDIMM на его основе — пока неизвестно. Весьма вероятно, что произойдёт это вместе с релизом серверных процессоров, поддерживающих скорость передачи данных DDR5 до 5600 МТ/с.

CXL (Сompute Express Link) позволит создавать единые пулы памяти огромного объёма, и один из первых шагов к разработке таких решений сделала Samsung, представившая сначала память DDR5 в новом форм-факторе, а теперь и Scalable Memory Development Kit, набор разработчика для работы с такой памятью.

В основе CXL электрически и логически лежит PCI Expresss 5.0, однако Сompute Express Link идёт дальше. Это не просто шина «точка-точка» для подключения периферийных устройств, таких как ускорители или сетевые сопроцессоры, но полноценный универсальный интерфейс, способный, в частности, стереть различия между «накопителями» и «оперативной памятью» в их классическом понимании.

При этом массив памяти не обязательно должен располагаться в пределах корпуса системы: CXL поддерживает кеширование и имеет развитые средства шифрования, так что «шкаф памяти» может быть расположен и отдельно. Это открывает дорогу к созданию систем с невиданными ранее, петабайтными объёмами пулов памяти. И не последнюю роль в этом сыграла компания Samsung.

CXL открывает дорогу к созданию высокопроизводительных универсальных пулов памяти

Ещё в мае этого года Samsung представила первый экспандер, совместимый со стандартом CXL 2.0 — устройство, позволяющее расширять объём оперативной памяти сервера за счёт специальных CXL-модулей DDR5. А сейчас эта платформа стала ещё ближе к воплощению: компания объявила о доступности комплекта разработки Scalable Memory Development Kit (SMDK), позволяющего бесшовно состыковать основной пул оперативной памяти и CXL-модули.

Архитектура Samsung SMDK

SMDK включает два набора API, один из которых позволяет использовать CXL-память без модификации ОС и ПО. Но это временное решение, в состав также входит и набор оптимизированных API, позволяющий извлечь из новой технологии максимум. Платформа поддерживает виртуализацию массивов памяти и имеет продвинутые механизмы многоуровневой иерархии (tiering), реализованные с помощью фирменного движка Intelligent Tiering Engine (ITE), который учитывает тип памяти, её ёмкость, пропускную способность и уровень задержки доступа.

Само ПО SMDK базируется на открытом коде, причём компания планирует открыть и код ITE. Полностью поддерживаются устройства других производителей, при условии, что они отвечают спецификациям PCIe/CXL. Пока новые средства разработки доступны для предварительного тестирования, полностью открытыми они должны стать в первой половине следующего года. Над похожими технологиями работают и другие компании, например, VMware, представившая на днях Project Capitola, технологию программно определяемых массивов памяти.

Компания SMART Modular Technologies, входящая в состав SMART Global Holdings, анонсировала модули оперативной памяти DDR5 повышенной надёжности. Изделия ориентированы на промышленный сектор: они могут применяться в телекоммуникационном и сетевом оборудовании, системах высокопроизводительных вычислений и пр.

Модули подвергаются всестороннему тестированию в температурном диапазоне от -40 до +85 °C. Это гарантирует долговечность и стабильную работу в самых суровых условиях. В серии представлены изделия DDR5-4800 ёмкостью 32 и 64 Гбайт. Они функционируют при напряжении питания 1,1 В.

Для модулей не предусмотрено наличие радиатора охлаждения. Высота изделий составляет 31,25 мм. Специальное однородное покрытие на основе полимерной плёнки защищает печатную плату от влаги, пыли, грязи и других веществ, которые могут нанести урон электронным компонентам.

Компания Innodisk объявила о выпуске модулей оперативной памяти DDR5 DRAM, рассчитанных на применение в оборудовании промышленного класса. Изделия, как отмечается, специально оптимизированы для обеспечения надёжности и стабильности при эксплуатации в жёстких условиях.

Модули Innodisk DDR5-4800 UDIMM в настоящее время доступны в модификациях ёмкостью 16 и 32 Гбайт. Теоретически же объём таких изделий может достигать 128 Гбайт. В будущем должны появиться и модели DDR5-6400.

Память функционирует при напряжении 1,1 В. Заявленный диапазон рабочих температур простирается от 0 до +85 °C. В качестве областей применения памяти DDR5 UDIMM называются промышленные и встраиваемые системы, комплексы автоматизации, системы видеонаблюдения, оборудование для сферы здравоохранения и пр.

Современная индустрия серверов и HPC нуждается в универсальном высокоскоростном интерфейсе, и таким интерфейсом должен стать Compute Express Link, базирующийся на возможностях протокола PCI Express 5.0. Мы рассказывали читателям об этой технологии ещё в начале года — тогда речь шла лишь о демонстрационной платформе, но сейчас разработчики аппаратного обеспечения анонсируют первые продукты, использующие CXL.

Как известно, современные вычислительные системы используют для шину PCI Express на коротких дистанциях; на длинных это, как правило, Ethernet или InfiniBand. Но остаётся один участок, который традиционно не охвачен каким-либо унифицированным интерфейсом, и это участок, связывающий процессоры с оперативной памятью. CXL позволяет унифицировать и этот момент, и компания Samsung уже анонсировала первые модули памяти в новом формате.

В эпоху популярности систем машинной аналитики, обучения и вычислений in-memory объёмы DRAM (и PMem) в серверных системах серьёзно выросли, но традиционный подход к расширению оперативной памяти содержит ряд проблем: это и большое количество контактов, и ограниченное число модулей памяти на канал. Производителям приходится искать баланс между скоростью, объёмом и физическими размерами памяти.

Стандарт CXL шире, нежели PCI Express, с его помощью возможна реализация различных топологий, а не только подключений «точка-точка». Причём дезагрегация ресурсов возможно не только в пределах шасси, но и в пределах стойки и далее (при наличии CXL-коммутатора с «оптикой»). Впрочем, главное в данном случае — поддержка протокола CXL.memory, причём с версии 2.0 с полным шифрованием.

В режиме CXL.memory подключённый к шине пул DRAM может объединяться с системным пулом оперативной памяти в единое пространство или делиться между другими устройствами (FPGA). При этом целью может ставиться как увеличение пропускной способности, так и наращивание объёмов до нескольких терабайт и более. Этот режим и реализован Samsung в новых модулях. Внешне они напоминают SSD, но в основе новинки лежит новый стандарт DDR5.

Такой модуль подключается к системе с помощью 16 линий PCIe 5.0, которые имеют суммарную пропускную способность 63 Гбайт/с. Более детальной информации о новых модулях Samsung CXL DDR5 пока мало, но очевидно, что при серьёзных объёмах DRAM такие модули потребуют и достаточно серьёзного охлаждения. Ожидается, что тепловыделение модуля объёмом 2 Тбайт может достигать 70-80 Вт, хотя выбранный форм-фактор (E3.S 2T) предполагает TDP на уровне 40 Вт.

Такой форм-фактор позволит свободно комбинировать DRAM, SCM и SSD в 2U-шасси, что позволит выбрать необходимое для конкретной нагрузки сочетание ёмкости и производительности. Интересно, появятся ли аналогичные DRAM-модули и в формате E1, который актуален для 1U-шасси, edge-систем, а также для высокоплотных HPC-решений.

Согласно официальному заявлению, новые модули успешно прошли квалификационное тестирование на некоей «серверной платформе Intel следующего поколения», однако больше никаких деталей Samsung пока не сообщает. Также известно, что компания сотрудничает и с AMD. О каких платформах идёт речь, сказать сейчас сложно, ведь даже Intel Sapphire Rapids будет поддерживать лишь CXL 1.1.

Отметим, что похожий подход предлагают и CCIX, и Gen-Z. Причём для Gen-Z ещё в 2019 году SMART Modular представила первый DRAM-модуль с DDR4, и тоже в форм-факторе E3. Впрочем, с тех пор CXL и Gen-Z успели «подружиться», да и Synopsys в своих IP-решениях позволяется совмещать CCIX и CXL. Альтернативный подход к наращиванию ёмкости памяти предлагает IBM — DDIMM-модули с интерфейсом OMI (Open Memory Interface).

SMART Modular анонсировала модули оперативной памяти стандарта DDR5, предназначенные для использования в оборудовании корпоративного класса. Это могут быть системы высокопроизводительных вычислений (НРС), платформы искусственного интеллекта (ИИ), телекоммуникационное оборудование, различные сетевые устройства, системы периферийных вычислений и пр.

Представленные изделия функционируют на частоте 4800 МГц (CL40). Анонсированные модули работают при напряжении питания 1,1 В. Заявленный диапазон рабочих температур простирается от 0 до 70 градусов Цельсия. В дальнейшем будут выпущены более производительные решения — с частотой до 6400 МГц.

Изделия будут доступны в различных вариантах исполнения — RDIMM, UDIMM и SODIMM. Таким образом, применять модули заказчики смогут в компьютерах разного назначения, в том числе в компактных системах с ограниченным пространством внутри корпуса. SMART Modular предложит изделия DDR5 ёмкостью 16, 32 и 64 Гбайт. Цена не уточняется, а более подробная информация о новинках доступна на этой странице. 

AMD первой предложила массовую поддержку PCI Express 4.0 в серверном сегменте, но Intel будет вводить её поэтапно только с анонсом 10-нм процессоров Ice Lake-SP в конце текущего года. Зато уже в 2021 году, если верить новой информации, процессоры Sapphire Rapids будут иметь до 80 линий PCI Express 5.0 на сокет.

Канал AdoredTV поделился свежей информацией о планах Intel в серверном сегменте, которую источник рекомендует считать исключительной.

Во-первых, подтверждается наличие среди 10-нм процессоров Ice Lake-SP моделей с количеством ядер до 38 штук и поддержкой 64 линий PCI Express 4.0. Об этом говорилось ранее в других источниках, но следует помнить, что в семействе Ice Lake-SP поддержка PCI Express 4.0 может быть не реализована для младших моделей.

Источник изображения: Intel

Во-вторых, первоисточник рассказывает о продвигающейся разработке процессоров с условным обозначением Thunder Bay. По всей видимости, это какая-то побочная ветвь эволюции 10-нм процессоров Xeon, которая подразумевает соседство на одной подложке с вычислительными ядрами кристалла с ускорителем нейронных сетей Movidius. Поскольку одноимённая компания была куплена Intel осенью 2016 года, её производственные циклы пока не до конца синхронизированы с материнской компанией.

Допускается вариант, что кристалл ускорителя Movidius, интегрируемый в процессоры Thunder Bay, будет выпускаться компанией TSMC по 7-нм технологии. Подобная инициатива не является первой в истории компании — ранее она имела опыт работы над интеграцией в процессоры Xeon программируемых матриц FPGA.

Наконец, если говорить о платформе Eagle Stream, которая выйдет в 2021 году, то Intel рассчитывает наделить 10-нм процессоры Xeon семейства Sapphire Rapids поддержкой восьмиканальной памяти типа DDR5 и 80 линий PCI Express 5.0 в расчёте на каждый процессорный разъём. Одновременно будет реализована поддержка интерфейса CXL и памяти типа HBM2 актуального для 2021 года поколения.

В однопроцессорных серверных системах могут применяться модели Sapphire Rapids, состоящие из двух идентичных кристаллов. Они предложат до 112 линий PCI Express 5.0. Очевидно, что Intel рассчитывает быстро наверстать тот застой в функциональных возможностях серверных процессоров, который наблюдается сейчас на фоне изделий конкурента.