CXL è la risposta a NVLink: cos'è e che cosa collega

Acronimo di Compute Express Link, CXL è l'”oggetto” che ha portato alla formazione di un nuovo consorzio tra big del settore: tra i nomi spiccano quelli di Intel, Microsoft, Google, Cisco e Huawei.

CXL è una tecnologia progettata per l’utilizzo in ambito data center, almeno nella fase iniziale: l’obiettivo è interconnettere dispositivi capaci di garantire un’ampia banda passante, come gli acceleratori basati su GPU superando le limitazioni dell’interfaccia PCI Express.
Intel ha spiegato che i suoi nuovi acceleratori scalabili necessitano di un’interconnessione “ad hoc” che l’azienda intende proporre come nuovo standard industriale.

Nel corso di un evento svoltosi nel 2019 Intel spiegò perché in ambito spiccatamente business PCIe non è all’altezza della situazione.

Sui dispositivi client, infatti, PCIe resta per adesso l’interfaccia “perfetta” dal momento che la configurazione hardware è limitata, la dotazione di memoria non è particolarmente ampia e le applicazioni non sono né contraddistinte da un footprint impegnativo in termini di occupazione di memoria né poggiano il loro funzionamento su più macchine.

Nei data center, invece, si ha contemporaneamente a che fare con una batteria di dispositivi molto esigenti dal punto di vista della memoria oltre che con pool di memoria condivisi molto ampi. La condivisione delle risorse diventa quindi molto difficoltosa, se non impossibile. Inoltre, è sempre in agguato il problema della latenza collegato con l’utilizzo di pool di memoria condivisi tra molteplici macchine fisiche.

CXL è stato progettato proprio per superare queste problematiche prendendo il meglio di PCIe: la semplicità e l’adattabilità del suo livello fisico.

La soluzione presentata dal team di aziende capeggiate da Intel utilizza quindi il layer fisico di PCIe e per ogni singola pista può gestire, sulla carta, 32 Gbps (un valore in linea con PCIe 5.0).
Risiede però nel livello di collegamento la “ricetta segreta” di Intel: gli ingegneri dell’azienda di Santa Clara hanno infatti sviluppato nuovi protocolli di handshake, auto-negoziazione e trasporto sostituendo quelli alla fase del funzionamento di PCI Express.

CXL permetterà anche l’utilizzo di dispositivi con la funzionalità di storage importanti con memorie super-veloci integrate: si pensi a una sorta di NAS con moduli DRAM integrati.
Ciò che renderà molto più veloce il livello di collegamento rispetto a PCIe è lo stack ottimizzato con un conseguente minore lavoro per la CPU.

CXL, una tecnologia di interconnessione anche per i PC del futuro

Finora abbiamo parlato degli utilizzi di CXL in ambito data center e business.
L’arrivo della memoria RAM DDR5 sul versante PC introdurrà un marcato miglioramento delle prestazioni grazie alle nuove caratteristiche.

CXL permetterebbe però di compiere un ulteriore balzo in avanti. In futuro potremmo assistere al lancio sul mercato di moduli DIMM che non interagiscono con la classica interfaccia di memoria DDR5 ma con un’interfaccia CXL integrata nel processore.

Un po’ come USB, CXL può diventare un’interfaccia che sostituisce le interfacce di memoria tradizionali: immaginate un processore Intel, AMD o NVidia che non dispone di una specifica interfaccia di memoria ma di un’interconnessione CXL che permette di utilizzare contemporaneamente diverse configurazioni di memoria.
Attualmente se una CPU o una APU supporta la memoria DDR4 e LPDDR4 poiché le specifiche non sono le stesse è necessario implementare entrambe le interfacce su un chip o creare due modelli diversi dello stesso processore. Tutto questo potrà essere evitato nei futuri processori utilizzando proprio l’interfaccia CXL.

Il nuovo schema si tradurrebbe in un aumento significativo delle prestazioni con l’abilità di soddisfare le richieste di dati dei vari core grazie al più ampio ventaglio di canali di memoria impegnabili. E si potrà probabilmente dire addio alle classiche interfacce DDR per la memoria RAM.