IBM打造新一代更高带宽DDR接口

在近日于美国硅谷举行的年度Hot Chips大会上，IBM为预计2020年问世的Power 9处理器定义了一个新接口──该开放内存接口(Open Memory Interface，OMI)能实现在一台服务器上以高于DDR的带宽搭载更多主存储器，也是一个能与GenZ与英特尔(Intel)的CLX分庭抗礼的Jedec标准潜在候选。

OMI基本上是将内存控制器从主机上移出，转而依赖在相对较小型的DIMM板卡上的控制器；Microchip旗下的Microsemi已经有一款DDR控制器在IBM实验室的板卡上运作。这种方法号称能在一台服务器上支持4TB容量内存、传输速率达320GBps，或是512GB容量内存、最小持续传输速率为650GBps。

这种结果需要付出的代价是，在Microchip的控制器芯片中添加了至少4纳秒(nanosceonds)的延迟，耗散功率约4W，其中有一半是藉由将DDR PHY从主机中移除来减轻。IBM预想未来的控制器能让OMI结合图像处理器DRAM，成为越来越受欢迎，但价格较高、功率消耗也很大的HBM堆栈。

此外根据IBM处理器架构师William Starke的说法，该方案大约80纳秒的延迟，使其成为能替代延迟可能高达400纳秒的GenZ之具吸引力方案。

OMI是以IBM Power 9先进I/O (Advanced I/O，AIO)芯片中的96信道25G serdes为基础；这种serdes提供高达600GBps的带宽，能被弹性配置为支持OMI、新一代的Nvidia图像处理器互连接口NVLink，或是IBM为其他加速器打造的OpenCAPI 4.0接口。

Microchip的OMI控制器在IBM实验室的运作功耗为4W。（来源：IBM）

IBM的下一代Power 10处理器，将转向采用32~50G serdes以继续强化I/O与加速，其技术蓝图显示，赛灵思(Xilinx)等合作伙伴不会再取得IBM的加速器专属缓存一致性互连(cache-coherent interconnect，CCIX)支持；CCIX是与英特尔CLX竞争的方案。

一位Hot Chips与会者表示，由此产生的Power 9互连，类似于英特尔针对下一代处理器所开发的CLX。而IBM的Starke则表示，英特尔可能会把CLX同时运用于加速器以及Optane储存级内存。

针对DDR内存，OMI藉由将控制器移出主机减轻了冷却任务，也简化了处理器设计；市场研究机构Tirias Research资深分析师Kevin Krewell表示，这种方法类似AMD在Epyc服务器处理器封装中，利用独立的小芯片(chiplet)做为控制器；“这是切割该技术的另一种方法。”

IBM的Power AIO是一款14纳米芯片，支持48信道的PCIe 4.0；预计2021年推出的Power 10会采用全新的工艺节点、新的核心与晶体管设计，支持PCIe 5.0以及800GBps的最小持续传输速率。

然而IBM虽保有强劲的技术雄心，其市场影响力正逐渐式微；根据市场研究机构IDC的统计数字，Power架构在2019年第一季的服务器处理器市场上仅有0.190%的占有率，比去年同期的0.219%又下滑了些许。

编译：Judith Cheng，EETimes Taiwan

参考原文： IBM Debuts DDR Alternative，by Rick Merritt