Meta正在其数百万台服务器中运行基于CXL的内存扩展,复用从退役服务器中拆下的DDR4模块,而非将其报废。Meta在上月发表的一篇论文中披露了这一方案,称该部署可将服务器数量削减25%,同时降低运营成本。
背景:内存寿命与服务器周期错配
Marvell存储与内存子系统产品组合副总裁KhurramMalik表示:"超大规模企业正将DDR4模块置于CXL控制器之后,以延长本应在服务器迁移至仅支持DDR5的新平台时被报废的内存的可用寿命。"服务器刷新周期通常为四到五年,而DDR内存通常可使用10至12年,这意味着DDR4模块在服务器被更换时通常还有约一半的可用寿命。同时,DDR5成本上升使复用更具经济性。
Meta的全栈优势
Meta的做法与众不同之处在于其控制了整个技术栈。Meta自行设计芯片、编写固件、构建机群管理软件,并将所得板卡安装在自研服务器中。复用内存模块同样来自Meta自有基础设施。这种垂直整合使Meta能够将机群软件所需的遥测功能直接内置于硬件中,同时运行定制化的Linux内核,在其中构建CXL支持。
NvidiaPCIe和CXL后硅验证负责人AmeetSanghavi(本文观点仅代表个人)指出,大多数企业不具备Meta的全栈控制优势。普通企业通常需要选择第三方CXL控制器供应商、与独立的板卡供应商配合验证,再将结果部署到第三方服务器中,涉及多个BIOS和CXL功能支持。"如果出问题,排查故障意味着要同时拉入ASIC供应商、板卡供应商和服务器供应商,"Sanghavi解释道。
Marvell的Structera方案
Marvell的Structera产品组合分为三款:StructeraX(内存扩展)、StructeraA(近内存计算)和StructeraS(CXL交换)。StructeraX是DDR4复用背后的控制器,直接连接CPU,同时支持DDR4和DDR5,并提供基于硬件的压缩。Malik表示该技术可根据工作负载将有效内存容量扩大约2到2.5倍,代价是增加一些延迟。
Sanghavi认为CXL内存扩展已在一小部分大力投资的超大规模企业中跨越试点阶段进入生产部署。之外的大多数行业仍停留在试点阶段,DDR5成本上升正推动更多企业开始评估该技术。
技术挑战:DIMM匹配、可靠性与功耗
复用面临多重工程挑战。退役的DIMM可能来自不同供应商,速度等级和类型各异。安装在单张扩展卡上的所有DIMM必须匹配,控制器必须支持实际可用模块的具体速度、类型和等级配置。Sanghavi表示:"支持所有这些组合仍然比底层内存技术本身更难。"
可靠性是另一关键问题。DRAM通常有约10年的使用寿命,从数据中心拆下的DIMM已消耗了约40%的预期寿命。"这使得电气裕量问题和物理缺陷更可能发生,"Sanghavi指出。谷歌和Meta的研究表明,随着DIMM老化,可纠正DRAM错误增加。大量设备产生的可纠正错误风暴可能压垮机群管理软件。
此外,每张扩展卡上的DIMM功耗、PCIe插槽占用以及机箱散热压力都需要重新评估服务器供电和散热设计。
行业前景
Malik表示,Structera产品当前最强的需求来自美国,企业客户对DDR4回收和内存扩展的兴趣与日俱增。Sanghavi则指出新CXL功能正定期被上游化到主线Linux内核中,这比任何单一硬件都更能推动生态系统向通用、开放基线迈进。
超大规模企业已在生产环境中运行CXL内存扩展,企业仍在解决DIMM匹配、遥测和功耗预算问题。共享的软件基础将决定两者差距的缩小速度。
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