Intel und Partner gründen Compute-Express-Link-Konsortium

CXL für den schnellen Austausch zwischen CPU und Akzelerator

| Autor: Ulrike Ostler

Neuartige Anwendungen und große Datenmengen machen den Einsatz von Akzeleratoren notwendig. Die brauchen eine bessere Verbindung zu den Prozessoren. Unter anderem dafür soll der „Compute Express Link“ sorgen.
Neuartige Anwendungen und große Datenmengen machen den Einsatz von Akzeleratoren notwendig. Die brauchen eine bessere Verbindung zu den Prozessoren. Unter anderem dafür soll der „Compute Express Link“ sorgen. (Bild: gemeinfrei - geralt/ Pixabay)

Intel hat mit Partnern, darunter Alibaba, Cisco, Dell EMC, Facebook, Google, Hewlett Packard Enterprise, Huawei und Microsoft, ein Konsortium zur Entwicklung der Technologie „Compute Express Link“ (CXL) gegründet. Dabei handelt es sich um einen Schaltungsträger, der in Rechenzentren für höchste Leistung sorgen und Engpässe zwischen CPU und Beschleuniger vermeiden soll.

Kürzlich sagte ein Rechenzentrumsmanager im Laufe einer Diskussion: „Durch die Sensoren in meinem Datacenter fallen in einer Stunde mehr Daten an, als durch Twitter den gesamten Tag.“ Das mag neben den stets wachsenden Angaben zu den Datenmengen, die Sensoren in Autos und Flugzeugen jetzt und in Zukunft liefern, einen Hinweis darauf geben, dass die explodierende Datenmenge auf vielen Ebenen Probleme verursacht: am Entstehungsort, beim Transport und in der Analyse. Schließlich nützen auch viele Daten nichts, wenn sie ohne Auswertung und Interpretation bleiben.

Navin Shenoy ist Executive Vice President und General Manager der Data Center Group bei der Intel Corporation.
Navin Shenoy ist Executive Vice President und General Manager der Data Center Group bei der Intel Corporation. (Bild: Intel Corporation)

Wie Navin Shenoy, Executive Vice President und General Manager der Data Center Group bei der Intel Corporation, im Intel-Blog erläutert, hat nun die Notwendigkeit, aus enormen Datenmengen mehr Wert zu schöpfen, zur Gründung des Konsortiums geführt, das zur Entwicklung der offenen Verbindungstechnologie CXL beitragen soll, die die Leistung verbessern und die Engpässe bei rechenintensiven Workloads für CPUs und speziell entwickelte Beschleuniger beseitigen soll.

Die Technologie hinter CXL stammt von Intel. Der Konzern spendiert dem Konsortium diese, so dass schon bald eine erste Version einer Spezifikation herauskommen kann. „Ich bin stolz auf die Arbeit, die Intel bei der Entwicklung dieser Verbindungstechnologie und des damit verbundenen Meilensteins für die Technologieindustrie geleistet hat - ähnlich wie unsere Rollen mit Universal Serial Bus (USB) und PCI Express - und wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit dem CXL-Konsortium bei zukünftigen Versionen der Spezifikation“, sagt Shenoy.

CXL ist wichtig

Die Explosion von Daten und die schnelle Innovation bei spezialisierten Workloads - wie Kompression, Verschlüsselung und künstliche Intelligenz (KI) - haben zu heterogenem Computing geführt, bei dem speziell entwickelte Beschleuniger Seite an Seite mit Mehrzweck-CPUs arbeiten. Diese Beschleuniger benötigen eine leistungsstarke Verbindung zum Prozessor und teilen sich idealerweise einen gemeinsamen Speicherplatz, um Overhead und Latenzzeiten zu reduzieren.

„CXL ist eine Schlüsseltechnologie, die eine Speicherkohärenz zwischen Beschleuniger und CPU bei sehr hoher Bandbreite ermöglicht, und zwar und unter Verwendung einer bekannten Infrastruktur auf Basis von PCI Express Gen 5“, führt der Intel-EVP un -GM aus.

Das Logo der Technologie Compute Express Link und des Konsortiums
Das Logo der Technologie Compute Express Link und des Konsortiums (Bild: CXL-Konsortium)

CXL schafft laut Shenoy also eine schnelle, latenzarme Verbindung zwischen der CPU und Workload-Beschleunigern, wie GPUs, FPGAs und Netzwerken. CXL erhält zudem die Speicherkohärenz zwischen den Geräten aufrecht und ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Ressourcen für eine höhere Leistung, eine geringere Komplexität des Software-Stacks und letztlich niedrigere Gesamtsystemkosten. CXL sei einzigartig in der Bereitstellung von CPU/Gerätespeicherkohärenz, reduzierter Komplexität auf dem Gerät und einer physikalischen und elektrischen Schnittstelle nach Industriestandard in einer einzigen Technologie für das beste Plug-and-Play-Erlebnis.

Die übergeordnete Technikstrategie

Auf dem „Intel Architecture Day“ im Dezember vergangenen Jahres habe Intel einen Ansatz präsentiert, der zu einem beschleunigten Tempo in Innovation und Technologie führen soll. Intel definierte sechs strategische Säulen: Prozess, Architektur, Speicher, Software, Sicherheit und Interconnect.

Dieser Ansatz werde immer wichtiger, da die Datenverarbeitung in neu entstehenden Anwendungen eine vielfältige Mischung aus Skalar-, Vektor-, Matrix- und räumlichen Architekturen erfordere, die in CPUs, GPUs, FPGAs, Netzwerken und anderen Beschleunigern eingesetzt werden. „CXL ist ein großartiges Beispiel für eine Verbindungstechnologie, die entwickelt wurde, um wachsende Hochleistungs-Computing-Workloads für CPUs und speziell entwickelte Beschleuniger zu bewältigen“, so Shenoy. Neue Anwendungen etwa in den Bereichen KI, Medien, Bild- und Sprachverarbeitung und Verschlüsselung könnten erheblich von CXL profitieren.

Navin Shenoy: „Unsere Erfahrung mit der Förderung robuster offener Ökosysteme hat sich als beispiellose branchenweite Innovation erwiesen, die zu einem breiten kommerziellen Erfolg und zum Nutzen der Endkunden führt.“
Navin Shenoy: „Unsere Erfahrung mit der Förderung robuster offener Ökosysteme hat sich als beispiellose branchenweite Innovation erwiesen, die zu einem breiten kommerziellen Erfolg und zum Nutzen der Endkunden führt.“ (Bild: Intel Corporation)

Standards zur Förderung des Ökosystems

Mit Standards zu arbeiten sei Intel nicht fremd. Tatsächlich habe Intel bereits geholfen, andere erfolgreiche Standards zu entwickeln, wie USB und PCI Express, beides Verbindungstechnologien, die für die Übertragung und Speicherung von Daten entscheidend sind. In diesem Monat habe Intel das „Thunderbolt Protokoll“ in die USB Promoter Group eingebracht, um andere Chiphersteller zu befähigen und zu ermutigen, Thunderbolt-kompatibles Silizium unter der neuen USB4-Spezifikation zu bauen.

Solche Standrads können massive Innovationen auslösen. „Wir glauben, dass dies einer dieser Momente sein wird“, sagt Shenoy. Insofern sei es „unglaublich, dass Kaliber der Unternehmen zu sehen, die sich zusammengeschlossen haben, um das Konsortium für CXL zu bilden. Sie repräsentieren die führenden Unternehmen in den Bereichen Rechenzentrum, Kommunikationsinfrastruktur sowie Cloud Computing und Services - und wir erwarten, dass in den kommenden Jahren weitere Unternehmen hinzukommen werden, um zur nächsten Iteration dieser Spezifikation beizutragen.“

Die erste Spezifikation werde den Mitgliedern des Konsortiums noch in der ersten Hälfte dieses Jahres zur Verfügung stehen. Intel-Produkte mit der CXL-Technologie werden ab 2021 in den Rechenzentrumsplattformen, darunter „Xeon“-Prozessoren, FPGAs, GPUs und SmartNICs zu finden sein.

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