原標題：SNIA規范獲取在CXL環境中移動的數據

　　SDXI 規范是內存到內存數據移動器和加速接口的標準。

　　計算高速鏈路 (CXL) 規范可以說是半導體行業中成熟最快的接口之一。它的廣泛支持意味著許多供應商將產品設計為 構建生態系統，存儲網絡行業協會 (SNIA) 是最新推出的，以幫助進一步改善數據移動。

　　11月28日，SNIA推出了 智能數據加速器接口 (SDXI) 規范.與 CXL 類似，SDXI 規范優先考慮高效的數據移動;具體來說，SDXI是存儲器到存儲器數據移動器和加速接口的標準。該規范的起源可追溯到 2020 年 9 月，當時 SNIA 技術工作組 (TWG) 著手實現直接內存訪問 (DMA) 數據移動器設備的概念并解決常見的限制。

　　DMA 的作用是卸載基于軟件的復制循環，以釋放 CPU 執行周期。盡管這個概念是眾所周知的，但DMA的采用通常僅限于特定的特權軟件和I/O用例，這些用例使用特定于設備的接口，這些接口不向前兼容。這些限制意味著用戶模式應用程序在非虛擬化環境中使用很困難，在多租戶虛擬化環境中幾乎不可能。

　　DMA 數據移動器設備來卸載基于軟件的復制循環以釋放 CPU 執行周期的概念并不新鮮，但采用主要限于特定的特權軟件和 I/O 用例，這些用例使用非常特定于設備的接口，這些接口不向前兼容。(來源：SNIA)

　　SDXI 可與 CXL 和異構計算配合使用

　　SNIA開發了SDXI標準，以提供一個架構接口來解決當前的DMA限制，SNIA TWG主席Shyam Iyer在SDXI平臺數據移動器的在線簡報中表示。除了克服DMA的現有限制外，SDXI還將支持異構計算與 CXL，現已進入第三次迭代。

　　根據Iyer的說法，當今系統架構的大多數需求都是從應用程序級別開始的，計算需求通常由CPU解決。當計算發生時，數據存儲在內存中，內存與 CPU 共享一致性關系以提高性能。

　　“當應用程序需要擴展時，它會向其添加更多線程，”他說。Iyer補充說，這意味著CPU上有更多的內核，而每當數據需要從內存中傳輸出來時，就會使用I / O設備，并優化以解決延遲和帶寬問題?！斑@是一個運行良好的系統架構，但最近，我們看到對應用程序的需求增加，這意味著典型的計算架構正在發展。

　　Iyer解釋說，當今的典型架構具有CPU和特定于應用的標準部件，包括驅動器，網絡接口控制器和現場可編程門陣列(FPGA)，所有這些都試圖提高應用性能以及許多存儲器類型?；旌鲜褂面溌泛徒Y構，例如 CXL，一切都可以連接?！斑@意味著內存類型通過這些類型的鏈接和結構真正民主化，應用程序可以利用所有這些，”他說。“但它們也有相同的設計限制，無論是延遲、帶寬、一致性還是控制。

　　一切都與數據移動有關

　　在基本層面上，CXL 就是將數據輕松移動到可用的最佳資源(包括內存或存儲)，部分原因是減少數據必須傳輸的距離。它作為標準迅速獲得了動力，最近成立了 CXL 聯盟 已發布 3.0 版 在八月的閃存峰會上。CXL 財團還收購了 Z世代聯盟的知識產權，具有類似特征的規范。OpenCAPI資產也被納入CXL聯盟，以推進標準。

　　CXL 聯盟貢獻者和 AMD 的 CXL 系統架構師 Rita Gupta 表示，CXL 規范經歷了業界非常積極的參與，“誰是誰”參與了該聯盟?！癈XL 正在成為相干 I/O 標準的行業焦點。”

　　Gupta表示，與DMA的努力一樣，I/O一致性也有適當的嘗試，但過去幾年的趨勢不僅反映了對數據處理和計算的需求增加，而且還反映了對異構計算的需求。這種需求意味著將不同類型的內存和設備連接在一起并一起執行?！八羞@些都意味著您需要越來越多的內存容量和帶寬。

　　CXL 是第一個全面解決 I/O 互連問題的開放標準。作為處理器的高速緩存相干互連標準，CXL 利用 PCIe 基礎設施 混合搭配三種協議：CXL.io、CXL.cache 和 CXL.memory。

　　“這是一個低延遲標準，”古普塔說?！叭绻憧匆幌翪XL.memory和CXL.cash訪問，它們的目標是接近CPU延遲的地方。她補充說，CXL還提供了不對稱的復雜性，以便減輕設備實現的維護一致性的負擔。

　　混合和匹配三種 CXL 協議允許許多不同的用例。Gupta說，例如，您可以將具有 CXL.io 和CXL.memory接口的設備視為CXL內存緩沖區，而使用所有三種協議的設備可以由主機管理其內存。

　　CXL 的第一次迭代引入了三種類型的設備，主要功能是點對點連接，而版本 2.0 增加了扇出、交換和內存池。在 CXL 3.0 中，重點轉移到了可擴展性上?！叭绻憧纯碈XL規范的進展，它不僅僅是關注我們今天面臨的計算行業的問題，而是著眼于未來的問題，”Gupta說。

　　Gupta指出，由于CXL是一個與媒體無關的接口，因此可以在系統中添加低成本的存儲器，以降低其總體擁有成本(TCO)。這是因為內存分層使“熱”數據可以放置在較快的內存中，而“冷”數據可以放置在較慢的層中?！斑@就是數據時刻變得極其關鍵的地方。

　　Gupta解釋說，通過這種使用模式，可以將容量和帶寬添加到系統中，同時降低其TCO，并且多個主機可以訪問一個內存位置，并通過 CXL 協議.“這些使用模型旨在減少內存擱淺，因為如果你看看非常昂貴的內存資源，它們在不同的系統中得到了有效的利用，”她說?！斑@種資源分解有助于提高數據使用效率。

　　CXL 的流動性通過 SDXI 加速

　　前進到 異構計算，數據移動變得越來越重要，Gupta說?！癈XL 實現的是一個非常流暢和靈活的內存模型?！?/span>

　　不同的內存類型、擴展器和加速器都可以作為資源使用，但至關重要的是，在所有內存中數據移動都盡可能高效。

　　Iyer說，今天的數據移動通常是一個基于軟件的內存副本，它使用穩定的指令集架構 - 應用程序可以輕松使用的標準，因為它很熟悉。然而，根據Iyer的說法，應用程序性能會下降，因為計算機被用來執行數據復制。與此同時，現有DMA的問題在于它們都是特定于供應商的?！霸谶@些DMA引擎的幫助下，用戶級軟件沒有標準化的訪問。

　　這就是SDXI變得至關重要 - “X”代表加速器。Iyer表示，SNIA提出的標準是內存到內存的數據移動接口，該接口可擴展，向前兼容且獨立于I / O互連技術?！癝DXI 接口實現可以存在于不同的外形規格上。

　　例如，它可以以集成方式在CPU上實現，也可以在GPU或FPGA等離散芯片甚至智能I / O設備中實現，而該設計消除了所有軟件上下文隔離層，以提高性能并實現應用程序的直接用戶模式訪問，根據Iyer的說法。

　　基本的 SDXI 體系結構由一些智能數據加速器組成，這些加速器枚舉為一個或多個 SDXI 函數。(來源：SNIA)

　　與 CXL 一樣，SDXI 針對不同類型的內存。他說，通過擁有一個本質上是架構的規范，你可以構建利用相同接口的額外卸載。

　　在許多用例中，標準化 DMA(如 SDXI)很有價值，因為它允許應用程序以描述符的形式指示工作項 — 數據復制可以在應用程序可以自由執行其他操作的同時完成，并在復制完成后收到通知。Iyer 指出，使用 SDXI 可以以不同的方式執行的另一種情況是數據的存儲和檢索，這通常由多個內存緩沖區副本完成，這些副本可能會降低性能——即使借助內存架構中的持久內存區域也是如此。

　　Iyer說，SDXI大放異彩的第三種情況是，當兩臺機器想要將數據移動到彼此的地址空間時，這可以通過加速器進行優化，該加速器可以安全可靠地從一臺來賓版本的機器上讀取數據緩沖區，旋轉它，然后將該數據緩沖區寫入第二個虛擬機?！斑@是兩全其美的。”

　　盡管SDXI提供了好處，但這是一項正在進行的工作，Iyer說。目前，SNIA的TWG正在探索如何在發出數據移動請求之前在多個地址空間之間建立連接，以及SDXI在CXL和異構環境中更好地工作的不同方式?！八毩⒂诩軜?，獨立于實現和互連，”他說。

　　本文最初發表于 電子電氣時報.

　　加里·希爾森 是一位自由撰稿人和編輯，為北美各地的印刷和像素出版物撰寫了數千字。他感興趣的領域包括軟件、企業和網絡技術、研究和教育、可持續交通和社區新聞。他的文章發表在Network Computing，InformationWeek，Computing Canada，Computer Dealer News，Toronto Business Times，Strategy Magazine和Ottawa Citizen上。