挑戰傳統，打破限制，勇攀高峰，打破常規者們在尋求開創性解決方案的過程中重塑規則。繼SK海力士品牌短片《誰是打破常規者》播出后，將推出一系列文章，展示公司在重塑技術、重新定義行業標準方面采取的各種“打破常規”的創新舉措。本系列第七篇文章將深入探討SK海力士在CXL技術領域的研發進展。

當今世界離不開數據的運轉——網絡中不斷涌動的1和0的數據浪潮，為從流媒體服務到人工智能等各類應用提供了源源不斷的動力。為了應對這場數據洪流，數據中心必須采用更先進的存儲解決方案，以滿足日益增長的性能需求。

然而，傳統的存儲器擴展方法面臨諸多局限。處理器和存儲技術的限制，加之數據中心成本和能耗的不斷攀升，愈發凸顯了對革命性方法的迫切需求。因此，CXL(Compute Express Link)應運而生，這是一項具有變革意義的存儲器互聯技術，旨在解決人工智能時代所帶來的挑戰。

本篇Rulebreakers’ Revolutions系列文章將介紹SK海力士在CXL解決方案領域的研發歷程，詳細講述公司如何克服行業規格缺失等挑戰，并為CXL生態系統做出重要貢獻，最終確立其在CXL領域的領先地位。

使命：利用新型互聯技術擴展存儲容量

在人工智能時代，數據中心亟需不斷擴展其存儲容量，以應對日益增長的數據量。然而，采用傳統方法擴展存儲容量的成本過高且效率低下。例如，在單個CPU系統中添加太字節(TB)級存儲容量，將顯著增加總體擁有成本(TCO)1和功耗。試圖通過增加存儲通道或集成更大容量的存儲器來解決這一問題，往往會導致能耗和熱量的大幅上升，從而增加冷卻系統和管理成本。這些現象凸顯了設計創新型存儲系統的必要性，這些系統能夠以更快、更高效和更具成本效益的方式處理數據。

1總體擁有成本(TCO, Total Cost of Ownership)：購置、安裝和維護產品的過程中產生的所有成本，其中包括了采買、能耗及維護費用。

數據中心亟需增加存儲容量，

以滿足人工智能時代日益增長的需求

過去十年間，為了滿足市場需求，業界持續致力于開發新的存儲器互聯技術。這一技術是指處理器和存儲器之間交換數據的方法，在數據處理速度和效率方面起到至關重要的決定性作用。在傳統的存儲架構中，存儲器與附近的單個處理器通過物理方式連接，當應用程序未充分使用存儲器時，往往會導致存儲資源供應過剩。而如CXL等的新興存儲器互聯技術，則可以通過允許多個處理器共享存儲容量來提高效率，從而解決這一問題。

這引發了業界對CXL的極大關注，然而，由于此項技術沒有先例可循，且初期缺乏行業制定的規格，所以其開發過程面臨諸多挑戰。JEDEC固態技術協會(JEDEC Solid State Technology Association)2所制定的規格通常是為DRAM產品而設，在缺失此類行業規格的情況下，CXL的開發過程從根本上而言，比一般情況更為復雜。

2JEDEC固態技術協會(JEDEC Solid State Technology Association)：一個擁有超過350家成員公司，負責制定全球微電子行業公開標準的領導機構。

在缺乏行業規格指導的情況下，SK海力士面臨著開發全新CXL產品以突破存儲器擴展壁壘的挑戰。為了應對這一挑戰，公司充分發揮其深厚的內部專業知識，并積極與行業合作伙伴攜手并進。

探索未知：從零開始開發開創性CXL技術

自2019年CXL問世以來，SK海力士迅速意識到該技術能夠滿足日益增長的存儲容量擴展需求。作為一種開放性的行業互聯技術，CXL統一了存儲器、存儲裝置和處理器等不同系統設備的接口，支持存儲容量共享等功能，使多個處理器能夠訪問同一存儲器，從而提升數據共享效率。同時，它還支持存儲池化(Memory Pooling)，將來自共同存儲池的存儲器分配給不同處理器，以提高效率。此外，CXL還實現了存儲器切換功能，允許數百個設備（如處理器）在獨立處理數據的同時共享存儲資源。

除了這些創新功能外，SK海力士在觀察到市場和客戶對CXL技術認可度不斷增加，并意識到其在解決技術和成本挑戰方面的潛力后，對該技術的前景愈加堅定。然而，公司必須克服一個重大阻礙才能啟動項目，即首先解決行業規格缺失的問題。因此，在參與CXL標準化工作并與客戶合作確定規格后，SK海力士迅速著手制定了內部基本需求文件。公司還與CXL控制器制造商合作，為規格文件制定了控制器要求。此外，SK海力士還與JEDEC固態技術協會和CXL聯盟(CXL Consortium)3合作，積極推動業內CXL標準中DRAM相關規范的完善。

3CXL聯盟(CXL Consortium)：一個致力于制定CXL技術規格的開放性行業標準組織。

通過擴展系統存儲容量和帶寬，SK海力士的CXL技術客服了存儲器擴展難題

在協助制定行業標準和開發相關規格后，SK海力士加快了CXL技術的研發。在此過程中，SK海力士確定了滿足客戶需求的關鍵標準，即成本效益、高容量、優化帶寬和可靠性。

首先，成本效益在CXL研發過程中至關重要。抵消CXL控制器高昂成本的關鍵在于將模塊等存儲介質的費用降至最低。鑒于高容量對促進大規模數據處理非常重要，公司認為CXL存儲器的存儲容量應達到現有DDR產品的2到4倍。此外，必須優化帶寬設計，以充分發揮CXL模塊的性能潛力。最后，可靠性和數據完整性須與主機存儲器的高標準相匹配，從而贏得客戶的信任。

為了滿足這些標準，SK海力士的多個部門正在協同努力，致力于將TB級存儲器打造成更加經濟高效的解決方案。一方面，公司開創性地研發了存儲池化技術，以實現多個設備之間的資源共享。另一方面，還成功開發了近內存處理(NMP, Near-Memory Processing)4技術，從而在數據源附近進行數據處理。這些創新技術有望為高性能計算(HPC)、存儲器內數據庫和人工智能等領域帶來顯著優勢。

4近內存處理(NMP, Near-memory processing)：一種在數據存儲附近執行計算的技術，能夠降低延遲并提升人工智能和高性能計算(HPC)等高帶寬任務的性能。

通過這些不懈的努力，SK海力士已成功推進了開創性CXL產品的研發，這些產品將徹底顛覆存儲器市場。

SK海力士不斷壯大的產品陣容推動CXL的未來發展

自2022年開發出首款基于DDR5的CXL樣品以來，SK海力士不斷加強其CXL產品陣容，其中包括創新型CMM-DDR5(CXL Memory Module-Double Data Rate 5)。采用第五代高速PCIe連接，CMM-DDR5可確保流暢、快速的數據處理。同時，CMM-DDR5提供高達128GB的容量，可滿足當今人工智能和高性能計算應用對高容量的需求。此外，該模塊還具有高水平的電源效率和安全性。

真實性能測試突顯了CMM-DDR5所帶來的變革性影響。與僅搭載DDR5 DRAM的系統相比，該產品可將系統帶寬提升82%，容量提升100%。測試結果進一步表明，在人工智能運行時，每秒令牌性能(Token Per Second Performance)提升高達31%。而在高性能計算領域，其吞吐量效率更是躍升33%。CMM-DDR5不僅展現出卓越的性能表現，同時符合JEDEC固態技術協會和CXL聯盟的標準。目前，隨著CMM-DDR5產品逐步邁向量產階段，客戶正在積極開展對其進行驗證和認證的工作。

SK海力士基于CXL的CMM-DDR5，可有效提升人工智能和高性能計算的性能

SK海力士的其他CXL解決方案還包括Niagara 2.0，這是一款集成硬件和軟件的綜合性解決方案，允許多臺主機高效共享大型存儲池，從而最大限度地減少未利用或未被充分利用的存儲容量。此外，CMM-Ax(CXL Memory Module-Ax)則是一種針對計算工作負載而優化設計的高性能內存模塊，在提高人工智能和數據中心效率方面表現突出。

除了在硬件領域的顯著進步，SK海力士還開發了異構存儲器軟件開發套件(HMSDK，Heterogeneous Memory Software Development Kit)，以最大限度地發揮其CXL存儲器的潛力。該軟件工具包已成功集成到Linux操作系統中，進一步提高了其可訪問性和實用性。硬件和軟件解決方案的協同開發及其標準化工作，彰顯了SK海力士對致力于創建一個蓬勃發展的CXL生態系統的不懈追求。

打破常規者專訪：下一代存儲器與存儲裝置部，崔源夏(Thomas)

本文采訪了下一代存儲器與存儲裝置部門的杰出工程師(DE，Distinguished Engineer)5崔源夏(Thomas)，深入探討了公司在CXL技術開發方面取得的突破性思維。崔源夏負責JEDEC固態技術協會和CXL聯盟的標準化工作，并為CXL等下一代存儲器開辟道路，采訪中他詳細闡述了CXL的發展歷程以及其未來可能帶來的影響。

5杰出工程師(DE, Distinguished Engineer)：是SK海力士的資深工程師，在各自領域出類拔萃，負責解決技術難題并指導下一代人才。

Q在研發行業領先的CXL技術時，您和您的團隊如何展現出打破常規的思維？

A“在CXL研發過程中，我們秉持SK海力士VWBE6理念的工作原則，并借鑒DRAM和NAND閃存產品的豐富研發經驗，主動向客戶提出工作方法和初步的CXL需求設想。提前明確需求為我們深入探索CXL技術創造了更多機會，最終成功研發出首款CXL存儲器產品。”

6自覺自愿地發揮才智(VWBE, Voluntarily and Willing Brain Engagement)：是SK管理體系（SKMS）中強調的員工價值觀之一。

“對我而言，我構想了一種將標準化和驗證方法相結合，以融合DRAM和NAND閃存的創新方法論，并在CXL聯盟中獨立提出并完善了與DRAM相關的功能。通過這些努力，我深感自豪能夠為公司最初的CXL部署戰略貢獻一份力量。這表明，即便像探索CXL那樣踏入未知領域，我們也可以憑借自身的創新精神和堅韌毅力，找到解決新問題的答案。”

“此外，我自愿在JEDEC固態技術協會和CXL聯盟中擔任要職，以此助力公司在標準化工作領域的地位不斷提升。”

Q您如何看待CXL在未來人工智能生態系統中的發展？

A“CXL有望被構建成一個能夠實現超大存儲容量共享的生態系統。若要在人工智能時代進一步拓展其應用，CXL亟需支持計算節點，以確保1TB以上的高性價比存儲器可以按需提供帶寬，并在存儲層面保持可靠性和安全性。這將有助于降低總體擁有成本，提高系統平臺內的存儲器利用率。”

“構建如此龐大的生態系統，絕非SK海力士一己之力所能實現。這需要GPU和CPU制造商、CXL控制器和交換機供應商，以及CXL知識產權(IP)公司的緊密協作。我們計劃與這些機構攜手合作，以進一步推動和壯大CXL生態系統。”