在近日於美國矽谷舉行的年度Hot Chips大會上,IBM為預計2020年問世的Power 9處理器定義了一個新介面──該開放記憶體介面(Open Memory Interface,OMI)能實現在一台伺服器上以高於DDR的頻寬搭載更多主記憶體,也是一個能與GenZ與英特爾(Intel)的CLX分庭抗禮的Jedec標準潛在候選。

OMI基本上是將記憶體控制器從主機上移出,轉而依賴在相對較小型的DIMM板卡上的控制器;Microchip旗下的Microsemi已經有一款DDR控制器在IBM實驗室的板卡上運作。這種方法號稱能在一台伺服器上支援4TB容量記憶體、傳輸速率達320GBps,或是512GB容量記憶體、最小持續傳輸速率為650GBps。

這種結果需要付出的代價是,在Microchip的控制器晶片中添加了至少4奈秒(nanosceonds)的延遲,耗散功率約4W,其中有一半是藉由將DDR PHY從主機中移除來減輕。IBM預想緯來的控制器能讓OMI結合繪圖處理器DRAM,成為越來越受歡迎,但價格較高、功率消耗也很大的HBM堆疊。

此外根據IBM處理器架構師William Starke的說法,該方案大約80奈秒的延遲,使其成為能替代延遲可能高達400奈秒的GenZ之具吸引力方案。

OMI是以IBM Power 9先進I/O (Advanced I/O,AIO)晶片中的96通道25G serdes為基礎;這種serdes提供高達600GBps的頻寬,能被彈性配置為支援OMI、新一代的Nvidia繪圖處理器互連介面NVLink,或是IBM為其他加速器打造的OpenCAPI 4.0介面。

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Microchip的OMI控制器在IBM實驗室的運作功耗為4W。
(來源:IBM)

IBM的下一代Power 10處理器,將轉向採用32~50G serdes以繼續強化I/O與加速,其技術藍圖顯示,賽靈思(Xilinx)等合作夥伴不會再取得IBM的加速器專屬快取一致性互連(cache-coherent interconnect,CCIX)支援;CCIX是與英特爾CLX競爭的方案。

一位Hot Chips與會者表示,由此產生的Power 9互連,類似於英特爾針對下一代處理器所開發的CLX。而IBM的Starke則表示,英特爾可能會把CLX同時運用於加速器以及Optane儲存級記憶體。

針對DDR記憶體,OMI藉由將控制器移出主機減輕了冷卻任務,也簡化了處理器設計;市場研究機構Tirias Research資深分析師Kevin Krewell表示,這種方法類似AMD在Epyc伺服器處理器封裝中,利用獨立的小晶片(chiplet)做為控制器;「這是切割該技術的另一種方法。」

IBM的Power AIO是一款14奈米晶片,支援48通道的PCIe 4.0;預計2021年推出的Power 10會採用全新的製程節點、新的核心與電晶體設計,支援PCIe 5.0以及800GBps的最小持續傳輸速率。

然而IBM雖保有強勁的技術雄心,其市場影響力正逐漸式微;根據市場研究機構IDC的統計數字,Power架構在2019年第一季的伺服器處理器市場上僅有0.190%的佔有率,比去年同期的0.219%又下滑了些許。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: IBM Debuts DDR Alternative,by Rick Merritt)