Estendere la memoria di un portatile fino a 1 TB con CXL, in futuro

Disporre del giusto quantitativo di memoria RAM sui propri dispositivi è essenziale perché non si creino colli di bottiglia dovuti all’utilizzo del file di paging e alle continue attività di lettura e scrittura sulle unità di memorizzazione (hard disk e SSD). Scegliere la memoria RAM più adatta per il proprio PC e sapere quando e come estenderla, è fondamentale. Estendere la memoria di solito implica l’aggiunta e/o la sostituzione di uno o più moduli RAM sulla scheda madre del dispositivo in uso.

C’è però una startup sudcoreana, FADU, con gli uffici principali già stabiliti nella Silicon Valley, che dimostra come la tecnologia per la gestione della memoria RAM sia destinata a introdurre innovazioni capaci di rivoluzionare il computing tradizionale, così come l’abbiamo conosciuto fino ad oggi.

Utilizzare la tecnologia CXL per estendere la memoria RAM

FADU ha mostrato un prototipo di unità esterna capace di estendere la memoria RAM semplicemente collegandola al dispositivo che si sta utilizzando. La “magia” avviene facendo leva sullo standard aperto CXL, una tecnologia di connessione ad alta velocità sviluppata per il settore dei data center e per le infrastrutture di elaborazione dati (ne parliamo più avanti).

Il dispositivo congegnato da FADU sembra a una prima sommaria occhiata un computer desktop di dimensioni compatte oppure un server NAS. In realtà esso racchiude uno switch FPGA (Field Programmable Gate Array) progettato per aumentare l’infrastruttura IT con una quantità rilevante di memoria, al fine di supportare carichi di lavoro di nuova generazione come quelli generati dalle applicazioni basate sull’intelligenza artificiale.

Il chip XConn XC50256 CXL 2.0 utilizzato da FADU supporta 32 porte a loro volta suddivisibili in 256 piste, per arrivare fino a 2 TB/s di larghezza di banda.

Cos’è CXL e cosa serve

Acronimo di Compute Express Link, CXL offre una larghezza di banda molto elevata, consentendo il trasferimento di dati ad alta velocità tra diversi componenti di un sistema, come CPU, GPU, unità di elaborazione accelerata, memoria e dispositivi di archiviazione. Ciò è particolarmente rilevante per le applicazioni che necessitano di prestazioni elevate.

CXL mira a ridurre al minimo la latenza, consentendo alle diverse unità di elaborazione di comunicare tra loro in modo efficiente. Ciò è essenziale per applicazioni in tempo reale, come il calcolo scientifico e il cloud computing. Lo standard è inoltre progettato per essere interoperabile con diverse tecnologie di connessione, inclusi standard esistenti come PCI Express (PCIe).

La tecnologia nasce inoltre per supportare acceleratori hardware basati su GPU e FPGA, come ha fatto FADU ed è supportata da un consorzio di aziende tecnologiche importanti, tra cui Intel, AMD, NVidia e molte altre.

Al momento CXL è una tecnologia che si rivolge essenzialmente ai data center e che non prevede utilizzi professionali né tanto meno a livello consumer. In futuro, però, nulla vieta che si possa collegare un’unità esterna a un portatile e usare fino a 1 TB di memoria RAM quando necessario.

Le novità dello switch CXL 2.0

Un dispositivo come quello svelato da FADU (ma presto ne seguiranno molti altri) si basa su uno switch Apollo CXL 2.0 di XConn, il primo in grado di offrire interconnessione CXL 2.0 e PCIe 5.0 assicurando possibilità di espansione, pooling e condivisione della memoria per applicazioni HPC (High performance computing) e IA impegnative.

Il vantaggio di CXL 2.0, ultima versione rilasciata a novembre 2020, è che aggiunge il supporto per la commutazione così da consentire la connessione di più dispositivi CXL 1.x e 2.0 a un host CXL 2.0 e/o la suddivisione di ogni dispositivo in più host, per allestire configurazioni di memoria condivisa distribuita e di archiviazione disaggregata.

La specifica CXL 2.0 aggiunge inoltre il supporto per il pooling della memoria, tecnica che consente di aggregare e condividere la memoria di sistema tra diverse unità di elaborazione, ed abbraccia il concetto di memoria persistente (apre alle soluzioni che permettono di conservare i dati anche quando il sistema viene spento o si verifica un’interruzione dell’alimentazione).

Nel complesso, CXL 2.0 consente di superare le limitazioni in termini di prestazioni e di packaging delle memoria DIMM per definire capacità di archiviazione elevate grazie alla comunicazione seriale e al già citato pooling.

Lo switch Apollo CXL 2.0 di XConn ha il merito di escludere la necessità di ricorrere a due chip separati per CXL e PCIe: le due tecnologie sono perfettamente integrate ed è quindi possibile appoggiarsi alla veloce interfaccia PCIe per scambiare dati con il dispositivo connesso a valle.

L’immagine in apertura è di ServeTheHome.