¿La interfaz de interconexión abierta volverá a escribir el procesador y la relación de memoria?

La Alianza Gen-Z demuestra una nueva generación de interconexiones de código abierto para almacenamiento, dirigida a arquitecturas de computación centradas en el almacenamiento, planes que estarán comercialmente disponibles desde 2019, comenzando con los módulos DRAM de alto rendimiento actualmente en desarrollo; Subversión de memoria existente y diseño de procesador ...

El Consorcio Gen-Z, en su recientemente celebrada Cumbre de la Memoria Flash de 2017, demostró su necesidad de prototipos específicos de interconexión de memoria y planea utilizar una nueva generación de almacenamiento persistente desde 2019; Se espera que sea el primero en ser utilizado en el desarrollo de módulos DRAM de alto rendimiento.

El nuevo tipo de memoria subvertirá la memoria existente y los diseños de procesadores de los ejecutivos de Hewlett-Packard Enterprise (HPE), Western Digital (WD), Lam Research, y otros, y la Gen-Z Alliance será el proceso En las manos de empuje importantes.

Durante mucho tiempo, los nuevos recuerdos de cambio de fase, resistivos y magnetorresistivos se han centrado en convertirse en una tecnología alternativa o complementaria para la memoria flash y DRAM, y hasta ahora, estos nuevos recuerdos también han descubierto algunos de los nichos de mercado más pequeños.

Rick Gottscho, director de tecnología de Lam Research, dijo: "Algunos nuevos recuerdos parecen ser tan rápidos como DRAM y seguir mejorando y hacerlo más rápido." Él espera que los diseños planos actuales de DRAM serán finalmente en miniatura.

Gottscho, que también hizo hincapié en que la sagrada misión nueva memoria es convertirse en el núcleo de una nueva generación de procesadores. Su futuro con el concepto de obleas de aprendizaje automático, por ejemplo, dijo que 'los derechos de redes neuronales No son lo más cuantitativa de almacenamiento digital, sino como una resistencia a la analogía los valores se almacenan ⋯⋯ sinapsis a sinapsis, por lo que no existe fuera de la oblea, y pueden lograr la transferencia de datos extremadamente rápido ⋯⋯ dejar que muera la memoria se convierten en un ordenador!

WD describe un concepto similar, la periferia de la memoria Tipo de pantalla conjunto abierto en torno persistente y elevado número de puertas bajo la instrucción del procesador. Anunciado el lanzamiento de la memoria resistiva variable (la ReRAM) 2020, y el apoyo a Gen- Z y RISC-VISA.

Figura 1: Descripción de WD de la arquitectura de computación centrada en la memoria (Fuente: Western Digital)

El director de tecnología de WD, Martin Fink, dijo en un discurso de apertura: "El concepto de interfaz de procesador específico no tiene sentido", destacó que toda la nueva memoria desempeñará un papel.

"La transición a una nueva memoria seguirá el mismo camino a la memoria flash", dice Siamak Nazari, arquitecto jefe de software de HPE 3Par Storage. "En primer lugar, el primer nuevo producto de memoria parece ser bastante tradicional Pero añade una nueva capa de caché, y en última instancia debe ser integrado con el almacenamiento y la informática con el fin de lograr la mayor ventaja.

Los nuevos módulos DIMM reducen el número de pines para aumentar la velocidad y la capacidad

La primera memoria, que fue pionera en la introducción de la tecnología de interconexión Gen-Z, fue lanzada en octubre pasado y podría ser una DRAM con nuevos módulos DIMM.

Incluyendo HPE y al menos otras dos compañías que usan Gen-Z para definir módulos - encapsulan una mayor capacidad, realizan tasas de datos más altas y usan menos del 80% de los DIMM actuales. Ayudando a superar la brecha entre los chips de apilado de 2.5D (con mayores tasas de datos, pero con un mayor costo y una menor capacidad).

El multiprocesador puede acceder directamente al nuevo módulo, lo que no sólo reduce la latencia de la replicación de datos y simplifica el proceso de recuperación del fallo del procesador.

Gen-Z implementará DIMMs que soportan operaciones de lectura y escritura asimétricas, así como los tipos simétricos utilizados por los DIMM actuales. Con los condensadores de miniaturización DRAM a sus límites físicos, algunas personas se centran en la posibilidad de que puedan empezar a mostrar nuevas características y realizar conexiones asimétricas Tener valor.

La tarea de Gen-Z es utilizar un deserializador serial (SerDes) para conectar el procesador y la memoria en un módulo PCI Express o Ethernet incorporado, dependiendo de la generación PCIe o Ethernet utilizada, Se selecciona un rango de velocidades de datos.

Muchos ingenieros están pidiendo una interfaz 112G para crear una velocidad de transferencia de 400GBytes por segundo para el módulo de memoria, pero esto se espera que se logre en 2020. Las interfaces 28G NRZ y 56G PAM-4 de hoy son más probabilidades de ser los primeros productos comerciales, El tiempo es alrededor de 2019 o así.

Gen-Z está dirigido a una amplia gama de procesadores y memorias (fuente: Gen-Z)

El enfoque basado en Ethernet utiliza la versión optimizada de la capa electrónica 802.3 para proporcionar una variedad de soporte de interfaz física para diferentes velocidades de datos y distancias, incluyendo 40dB de soporte de largo alcance para módulos alojados en recintos separados en el bastidor Además, la ruta también puede soportar la transmisión en modo de ráfaga, para lograr aún más eficiencia energética.

Otros ingenieros también son optimistas sobre la posibilidad de importar 8GT / s SerDes en procesadores que utilizan PCIe Gen 3. Además, el desarrollo también ayudará a que los chips futuros evolucionen hacia las versiones PCIe Gen4 y Gen5 que soporten las tasas de transferencia de 16GT / sy 32GT / s El

IBM construye su diseño basado en OpenCAPI para su próximo procesador Power 9. Gen-Z admite topologías de enrutado de malla, switch y transparentes, así como la falta de memoria, semántica de almacenamiento y hardware de OpenCAPI forzando la seguridad. Sin embargo, Gen-Z especificaciones, al menos hasta el final de este año se mejorará, por lo que IBM en esta área hay una ventaja líder del mercado.

Intel espera tener éxito tanto en OpenCAPI como en Gen-Z, y su módulo de memoria Apache Pass utilizará los chips 3DXP utilizados en los SSD actuales para los envíos y se espera que empiece a comercializarse el próximo año.

Los chips 3DXP de Intel soportan latencia entre DRAM y memoria flash y aumentan la capacidad.El módulo Apache Pass se espera que utilice la interfaz DD4 o DDR5 y puede incluir algunos protocolos propietarios de propiedad.

JEDEC y el estándar NVDIMM-N JESD248 DDR4 de SNIA obtuvieron el premio al mejor producto, que define el módulo de memoria flash NAND, que se espera sea utilizado por muchas empresas para extender la base de datos de memoria interna o proporcionar una nueva capa de caché El

Se espera que la importación de empresas en 2019

Gen-Z compartirá RTLs gratis para operaciones básicas de lectura / escritura con controladores, conmutadores y puentes, y también mostrará FPGA con código.

En la actualidad, existe un puente Gen-Z comercial (inicialmente compatible con la interfaz de consistencia del procesador específico) que se está desarrollando, y se han utilizado al menos dos diseños para controladores de medios Gen-Z.

Los diseñadores deben decidir si incorporar Gen-Z en al menos un procesador tan pronto como sea posible.Estos procesadores se espera que el envío de aquí a 2020, pero deben apoyar Gen-Z en hardware para lograr la mayor tasa de datos y más bajo Retraso

Figura 3: Gen-Z volverá a escribir el procesador y la relación de memoria

HPE ha creado un prototipo de computadora centrado en la memoria, utilizando una versión anterior de Gen-Z. Además, la alianza se define para una serie de conectores aprobados por la compañía.Hee investigadores y fundador de Gen-Z Uno de Michael Krause dijo: "No es un ecosistema enorme, pero está creciendo."

El trabajo, que comenzó en 2011, se centró inicialmente en los teléfonos inteligentes, y ahora ve a los servidores y otros equipos de centros de datos como objetivos más rentables.La otra motivación de HPE es para sus nuevos memristores de memoria que buscan Pre-pavimentar el camino para nuevos mercados.

Krause dijo que Gen-Z está diseñado para convertirse en un protocolo común que soporta ampliamente la lectura / escritura, la carga / almacenamiento y la colocación y adquisición de búferes. "Cuando la unidad aritmética lógica (ALU) se comunica con la memoria, intento volver a la operación Este modelo simple es una reducción sustancial en el gasto de software, y recientemente hay un montón de gente preguntando cómo romper la memoria y almacenar la pila de software.

La liga recientemente publicó nuevas especificaciones y recibió comentarios de los diseñadores de chips y sistemas y sus clientes, Krause dijo: "He hablado con un banco y he encontrado que están más interesados ​​en la seguridad construida por Gen-Z".

Compilador: Susan Hong

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