英特爾推出新互聯規範，想讓CPU、GPU和FPGA說「同一種語言」

《舊約》中巴別塔的故事，常被人們用來寓意「語言不通無法成就大業」的觀點。如今絕大部分主流語言都可以互譯，交流的屏障已被打碎。

但在異構計算大行其道的當下，如果計算設備「不說同一種語言」的話，計算的效果無法達到最佳，「巴別塔」的效果仍然存在。

裝過機的朋友可能知道 PCI-e 匯流排，可以理解為如今電腦內部大部分元器件相互溝通的橋樑和語言。而在如今的 AI 時代，在深度神經網路的訓練和機器學習演算法的使用中，往往要用到 GPU、FPGA（現場可編程門陣列，一種定製化計算設備）等不同計算架構的設備。如果他們繼續使用 PCI-e 作為溝通的語言，效能將大打折扣。

在英特爾的技術活動「互聯日」(Interconnect Day) 上，英特爾處理器互聯架構部主任 Stephen Van Doren 指出了現如今 PCI-e 作為互聯技術的瓶頸所在：科技行業正在經歷爆炸式的數據增長，AI 這樣的使用場景促使人們開始讓 GPU、FPGA 等專用硬體和 CPU 一起工作。而 PCI-e 作為一種古老的互聯技術，其內存使用效率、延遲和數據吞吐量已經不能滿足日益增長的數據和計算速度需要。

比如，PCI-e 在不同架構的處理器之間創造了過多孤立的內存池，導致內存使用效率很低。不僅如此，計算行業的最新趨勢是內存解聚，也即讓伺服器不再配備利用率較低的過量內存，在這一趨勢上 PCI-e 也無法滿足。

換言之，在 AI 計算的時代，PCI-e 已經不是 CPU、GPU、FPGA 以及其他 AI 計算設備（比如終端 AI 計算卡）之間溝通的最佳語言。

為了在不顛覆現有處理器的 PCI-e 硬體介面，導致過度創新的基礎上，突破 PCI-e 的這一瓶頸，英特爾在今年3月宣布了 CXL，一項全新的開放互聯技術。

CXL 全稱 Compute Express Link，是英特爾為 CPU 和工作負載加速器（如GPU、FPGA）之間實現高速、低延遲互連而設計的一項新「語言」。

它的好處，首先是處理器之間能夠實現內存一致性，允許資源共享，從而獲得更高的性能、降低軟體堆棧的複雜性，降低系統的總成本；其次，它構建與 PCI-e 邏輯和物理層級之上，更容易被現有支持 PCI-e 埠的處理器（絕大部分的通用 CPU、GPU 和 FPGA）所接納。

CXL 的數據交換層包括三個子協議：CXL.io，負責設備之間的互相發現、連接建立等等；.cache，讓非 CPU 架構的處理器可以直接讀取 CPU 的數據；.memory，讓 CPU 可以直接讀取非 CPU 架構處理器附帶的內存。這套邏輯將使得數據中心伺服器不再需要配備過量、低利用率的內存。

區別於英特爾在自主架構計算產品內部通用的 UPI 協議，CXL 是一個非對稱的協議，使得異構處理器之間的內存調用不再臃腫不堪，數據交換更快。

因為可以存在於 PCI-e 的物理層面上，英特爾將 CXL 視為一種可選的協議，意即 PCI-e 的互聯協議沒有被完全拋棄。不過作為 PCI-e 標準制定組織的董事成員，英特爾已經計劃在第六代 PCI-e 標準上大力推進 CXL 的採用。

數據中心運營者將會是這項技術最直接的獲益者，這也是阿里巴巴、思科、戴爾EMC 、Facebook、Google、HPE、華為和微軟這幾大數據中心和雲計算領域巨頭加盟到 CXL 開放聯盟的原因。

目前，異構計算技術高速進步，讓 AI 計算從幾十年前的另類幻想成為了可能，並且導致了無數新的使用場景、商業機會誕生。而通過推進 CXL，英特爾希望為異構計算賦予一種全新的語言，讓參與者更加高效地進行數據上的「對話」。

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