从内存端实现AI突破？英特尔计划在韩国首尔建立实验室

来源:电子发烧友网发布时间:2023-06-08803浏览

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）日前，有外媒报道称，英特尔计划在韩国首尔设立科研实验室，通过扩展和三星、SK海力士的合作，推进适用于数据中心的DRAM芯片研发工作。此前，我们在报道中已经指出，英特尔由于内部战略的混乱，在AI计算芯片方面已经落于人后，并且从时间上至少落后英伟达两年。在英伟达高速发展的情况下，英特尔在AI算力芯片方面很难翻身。不过，对于AI计算来说，存储的重要性同样很高。目前，高性能计算芯片基本都是配HBM内存帮助加快运算，但是在算力系统里，计算和存储的割裂还是比较严重的。如果英特尔能够在内存方面获得突破，有望实现换道超车。

英特尔首尔研发实验室

根据报道，位于首尔的数据中心开发实验室将于今年年底前竣工开业，主要负责为数据中心开发DDR5 DRAM内存技术。在这个实验室里，英特尔将联手三星和SK海力士为数据中心开发DDR5 DRAM内存技术，测试和评估DDR5和Compute eXpress Link等下一代内存产品的性能。不久前，三星宣布其采用12纳米级工艺技术的16Gb DDR5 DRAM已开始量产。与14纳米级DRAM相比，三星电子全新的12纳米级DDR5 DRAM可将功耗降低约23%，将晶圆产能提高约20%，最高可支持7.2Gbps的速度。另外，SK海力士也于近日宣布，已经完成了现有DRAM中最为微细化的1bnm（第五代10nm级别）的技术研发，并将适用其技术的DDR5服务器DRAM开始了“英特尔数据中心存储器认证程序（The Intel Data Center Certified memory program）”。据介绍，新工艺量产的DRAM运行速度为6.4Gbps，数据处理速度提高了33%，相较于1αnm工艺产品，功耗降低了20%。对于业界来说，三星和SK海力士的最新DRAM产品，除了应用于LPDDR5T和HBM3E产品之外，和英特尔主导的CXL技术结合也是一个看点，有望进一步消除高性能计算的内存墙效应。

CXL内存是重点

Compute eXpress Link（CXL）内存扩展是主要硬件供应商和云提供商于2019年共同制定的开放标准，被认为是PCI-e（PCI Express）技术最主要的替代者，而英特尔是CXL联盟牵头人和主要推动者。CXL在PCIe 5.0物理层基础上定义了三种协议，有效实现了内存拓展，还引入了共享内存池，达到CPU、存储、FPGA、加速器之间的缓存一致性。过去四年的时间里，CXL已经连续更新了1.0/1.1、2.0、3.0三个版本，发展非常迅速。到了CXL 3.0时代，一个全新的理念已经成型——共享内存。CXL3.0建立在PCI-Express 6.0之上，将内存传输的带宽提升了两倍，达到64GT/s。更为重要的是，CXL3.0提供标准逻辑能力，允许更复杂的连接拓扑，使得数据中心应用能够更灵活地分享内存。

图源：CXL联盟目前，无论是数据中心还是算力中心，实际上其基本结构依然还是冯诺依曼结构，由计算、传输和存储构成。在这个结构中，目前计算和存储的对应关系基本是一对一，一个物理内存只能属于某一台服务器。在CXL3.0技术的加持下，如今计算和内存已经实现了解耦，因此内存有望成为一个崭新的系统。首先，服务器之间将能够直接访问彼此的内存，无需再通过CPU，这样就能够显著提升效率，降低系统运算的延迟。其次，相较于CXL2.0，新版本协议将内存池化的更加彻底，每个主机不再需要分配自己专属内存段，而是多个主机可以拥有一个共享内存段的一致性副本。我们都知道，在数据中心领域，目前CXL内存已经逐渐展露锋芒，将塑造一种全新的服务器集群方式，显著提高数据处理的效率。而在应对ChatGPT为首的高算力需求应用时，正如三星内存副总裁Kim Jae-joon所言，ChatGPT等基于自然语言技术的交互式AI应用的发展有利于提升内存需求。因此，CXL内存也有用武之地。数据显示，在过去的20多年中，处理器的性能以每年大约55%速度快速提升，而内存性能的提升速度则只有每年10%左右。在算力集群中，基于CXL协议的DRAM能够有效减轻SRAM 的工作负担，极大地提升模型训练和推理的效率。因此，在持续推动CXL发展的过程中，英特尔有望摸索出一套计算和内存更加均衡的算力集群方式，在整体效率方面超过英伟达计算芯片加主线内存的方式，这也不失为一种破局之道。