趋势丨新蓝海！行业巨头争相布局CXL

二十年前，英特尔开创了PCIe（PCI Express）技术，但存储成本不断增加、数据爆炸式增长、计算和带宽开始失衡，PCIe逐渐乏力。

2019年，英特尔又提出一种开放性互联协议——Compute Express Link（CXL），能够让CPU与GPU、FPGA或其他加速器之间实现高速高效的互联，从而满足高性能异构计算的要求。

在ChatGPT等应用开启AI新时代，加上相关技术演进，预计全球数据生成、储存、处理量将呈等比级数增长。

在技术演进的路上，为克服主机CPU存储器容量受限问题，CXL技术相当重要。

CXL是一种开放式行业标准互连，可在主机处理器与加速器、内存缓冲区和智能 I/O 设备等设备之间提供高带宽、低延迟连接，从而满足高性能异构计算的要求。

并且其维护CPU内存空间和连接设备内存之间的一致性。CXL优势主要体现在极高兼容性和内存一致性两方面上。

在AMD、ARM、IBM以及英特尔等主要CPU供应商的支持下，CXL已经成为领先的行业标准。

在数据中心领域，CXL技术可以将不同的计算和存储资源进行互联，提高系统性能和效率。

在人工智能领域，CXL技术可以使GPU和FPGA等加速器更好地与主处理器进行协作，提高AI模型训练和推理的速度。

在处理器互联方面，CXL技术可以实现不同厂商的处理器之间的互联，提高系统的整体性能和灵活性。

尤其是在数据中心领域，数据中心存在着严重的内存问题。

自2012年以来，处理器芯片核心数量迅速增长，但每个核心的内存带宽和容量并没有相应增加，反而有所下降，并且这种趋势还在持续。

此外，直连DRAM和SSD之间在延迟和成本方面存在巨大差距。

如果用CXL来做池化，意味着单节点服务器可以部署较少的内存，大部分的内存可以从服务器当中解耦出来，通过CXL技术，形成一个内存池，连接到多个服务器上。

在使用中，通过Switch将内存动态地分配到有需要的服务器上，从而可以大大提高内存的使用效率，使得数据中心用较低的内存成本，能够满足实际业务的需求。

2019年，由英特尔牵头，联合谷歌、微软、HPE、戴尔易安信、思科、Meta和华为成立CXL联盟，当年推出了基于PCIe 5.0的第一版规范。

此后，AMD、英伟达、三星、Arm、瑞萨、IBM等以各种身份加入。

近两年，CXL联盟扩展出超过165个成员，几乎涵盖了所有主要的CPU、GPU、内存、存储和网络设备制造商。

而在技术上，2022年，Gen-Z联盟、Open CAPI联盟均确认将所有技术规格和资产转让给CXL，确保CXL作为行业标准向前推进。

从大厂具体布局来看，AMD预计将推出支持CXL1.1接口的新品；SK海力士计划2023年量产CXL内存产品。

Microchip推出用于数据中心计算的新型CXL智能存储控制器。

Marvell收购CXL开发商Tanzanite，三星计划在年内量产CXL 2.0 DRAM，Rambus开展CXL内存互连计划。

作为一项崭新的技术，CXL发展非常可谓非常迅速，过去四年时间CXL已经发表了1.0/1.1、2.0、3.0三个不同的版本，并且它有着非常清晰的技术发展路线图，业界也对它的未来充满期待。

涉及CXL技术的A股上市公司有澜起科技、神州数码、得润电子等。

澜起科技：公司已推出全球首款符合CXL2.0规范的MXC芯片，三星发布的首款512G内存拓展器DRAM模组的MXC由公司提供。

2022年5月，公司发布全球首款CXL内存扩展控制器芯片；2023年1月，澜起科技宣布，其PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer芯片成功实现量产。

神州数码：2022年自研服务器开发取得了重要进展，完成海光平台服务器样机开发，样机主板配置海光最新推出的HYGON7300系列处理器，系统采用智能化、模块化的设计理念，接口设计标准化。

同时，模块组合配置灵活，面向CXL提供架构扩展能力。

得润电子：公司在互动平台表示，公司具有CXL相关技术储备。

CXL 标准通过三种协议支持各种用例：CXL.io、CXL.cache 和 CXL.memory。

CXL.io：该协议在功能上等同于 PCIe 协议，利用了 PCIe 的广泛行业采用和熟悉度。作为基础通信协议，CXL.io 用途广泛。

CXL.cache：该协议专为更具体的应用程序而设计，使加速器能够有效地访问和缓存主机内存以优化性能。

CXL.memory：该协议使主机（例如处理器）能够使用load/store命令访问设备附加的内存。

这三个协议共同促进了计算设备（例如 CPU 主机和 AI 加速器）之间内存资源的一致共享。从本质上讲，通过共享内存实现通信简化了编程。

数据的爆炸式增长促使计算行业开始突破性的架构转变，从根本上改变数据中心的性能、效率和成本。

对此，CXL技术的出现不仅提供了高速传输，还支持内存共享和虚拟化，使设备之间的协作更加紧密高效。

随着各大厂家对CXL技术布局的愈发完善，一幅关于未来数据中心领域的发展图景也愈发清晰。

内容参考来源于：FPGA开发圈：CXL 深入探讨：可组合服务器架构和异构计算的未来；半导体行业观察：CXL，新蓝海；智能计算芯世界：详谈CXL技术的崛起

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