Интерфейс Gen-Z: в ожидании новой памяти


Впервые на традиционном августовском мероприятии Flash Memory Summit масса внимания была уделена интерфейсам памяти, а не только строению и технологиям производства энергонезависимой памяти. Точнее, широко обсуждался новый открытый интерфейс Gen-Z. Данный интерфейс разрабатывается одноимённым консорциумом, в который входят такие компании, как AMD, ARM, Cray, Dell, HPE, Micron, Xilinx, Huawei, Samsung, SK Hynix, Broadcom и IDT. Компании Intel, NVIDIA и IBM, как видим, не вошли в состав организаторов Gen-Z Consortium. В противовес Gen-Z для тех же целей компания IBM разработала и уже активно продвигает в составе платформы Power9 интерфейс OpenCAPI, а компания Intel делает ставку на память 3D XPoint в виде модулей DIMM (кодовое имя разработки — Apache Pass).

Между тем, интерфейс Gen-Z должен быть стандартизован ближе к концу текущего года и до конца следующего года обещает сделать первые шаги на рынке. Разработка Gen-Z стартовала в 2011 году как проект для смартфонов. К настоящему дню интерфейс стал решением для серверного рынка и, быть может, проникнет в нишу персональных компьютеров, а также станет решением для смартфонов и планшетов.

Western Digital предлагает думать о памяти, а не о процессоре (источник изображения EE Times)

Одно из назначений интерфейса Gen-Z — это сменить парадигму компьютерной архитектуры, которая сегодня ориентирована на процессор. Будущая вычислительная архитектура должна ориентироваться на данные и, как следствие, на память. Она должна быть построена вокруг памяти, а не вокруг процессора. Аналогичным образом устроен мозг человека. В нём нет отдельных "вычислительных" блоков и отдельных "модулей" памяти. Мыслительный процесс неотделим от памяти и он "аналоговый", а не цифровой. Под данную архитектуру хорошо ложится технология резистивной памяти с записью многоуровневого аналогового сигнала (сопротивления). Собственно, интерфейс Gen-Z создаётся в расчёте на перспективную энергонезависимую память: резистивную, магниторезистивную, с изменяемым фазовым состоянием вещества и другие возможные варианты.

Как частный или промежуточный вариант для ускорения работы с памятью предложен интерфейс HBM (или Micron HMC) и упаковка типа 2.5D. К примеру, так выпускаются графические процессоры AMD Fiji и Vega, а также NVIDIA Volta. Это так называемая ближняя память. Интерфейс Gen-Z позволит проделать аналогичный трюк с дальней памятью в виде модулей. Это позволит, в частности, вынести всю системную память в отдельный блок серверной стойки, что повысит производительность в случае пакетного режима обмена и увеличит энергоэффективность работы с подсистемой памяти. Также интерфейс Gen-Z сделает модули памяти плотнее и проще, снизив необходимое число контактов в составе модулей памяти.

Интересно, что в качестве аппаратного решения для передачи данных в память и обратно по интерфейсу Gen-Z предлагается использовать SerDes-преобразователи (последовательный сигнал в параллельный и обратно), которые уже входят контроллеры PCI Express и Ethernet. Это открывает путь к "бесконечному" масштабированию интерфейса по мере принятия новых версий указанных стандартов и по мере появления новых контроллеров.

Также Gen-Z обещает решить проблему масштабирования производства DRAM. Как известно, элементарная ячейка памяти DRAM представляет собой транзистор и конденсатор. Размеры конденсатора упёрлись в снижение масштабов производства (больше нет места для хранения заряда). Интерфейс Gen-Z привносит в работу памяти асимметричные режимы записи и чтения в противовес современным симметричным методам. Асимметричный режим поможет совершить прорыв в скорости обмена без значительных изменений в архитектуре памяти. В целом, как сказал один из видных системных архитекторов, интерфейс Gen-Z снова вернёт компьютерам то, что они утратили, когда ALU мог напрямую обращаться к памяти, а не так как сейчас, через многочисленные промежуточные блоки, включая контроллер памяти.

Telegram-канал @overclockers_news - это удобный способ следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал
рейтинг: 4.8 из 5
голосов: 33

Возможно вас заинтересует

Сейчас обсуждают