Мультиплексированная MRDIMM: что это за технология и как она работает

Содержание: Введение Кто и когда создал память MCR DIMM? Технические особенности MCR DIMM Что такое мультиплексор данных? В чем сходство технологии с FB-DIMM? Зачем нужно было создавать новую память? Аналогии с другими решениями Где это может использоваться? Выводы Введение Память MCR DIMM(MRDIMM) – это современное достижение в области серверных технологий, направленное на улучшение производительности и эффективности обработки данных. Она предлагает новый подход к работе с данными, отличающийся от стандартных решений, о которых поговорим далее. Кто и когда создал память MCR DIMM? Память MCR DIMM была представлена в ноябре 2022 года компанией Renesas совместно с Intel. Разработка стала логичным ответом на стабильно растущие потребности в повышении пропускной способности и эффективности серверных систем, особенно дата-центров и облачных платформ. Идея создания технологии MCR DIMM зародилась из стремления оптимизировать работу памяти путем улучшения скорости передачи данных без значительного увеличения потребления энергии. Проектирование началось с анализа недостатков традиционных модулей, таких как ECC Registered DIMM и LRDIMM, которые не могли выдать нужной производительности. Сотрудничество с Intel позволило внедрить современные технологии управления данными, включая использование мультиплексоров, которые стали важнейшей частью уникальной архитектуры памяти MR DIMM. Модули MCR DIMM могут быть и привычных размеров который позволяет проводить их установку в 1U системы. Источник: SkHynix. Технические особенности MCR DIMM MR DIMM выделяется на фоне своих конкурентов благодаря использованию мультиплексора данных, который позволяет объединять данные из двух ранков и отправлять их по одному каналу. Использование мультиплексора позволило добиться заметного прироста пропускной способности по сравнению с традиционной памятью, такой как ECC Registered DIMM и LRDIMM, где передача информации осуществляется стандартным способом одновременно только по одному каналу. В отличие от них MCR DIMM использует параллельную обработку данных, что повышает скорость передачи и сокращает задержки. Да, ECC Registered DIMM является отличным типом памяти с минимальными задержками, а LRDIMM оптимизирует объем памяти за счет уменьшения нагрузки на шину. Однако оба типа не поддерживают мультиплексирование, что ограничивает их максимальную пропускную способность. Для современных многоядерных серверных CPU довольно критично. Предшественники MR DIMM в лице RDIMM и LRDIMM. Что такое мультиплексор данных? Мультиплексор - ключевой элемент архитектуры памяти MCR DIMM, отвечающий за параллельную передачу данных. Он удваивает объем информации за момент времени, увеличивая производительность. Принцип работы мультиплексора заключается в объединении нескольких входных сигналов и передачи их по одному общему выходному каналу. Устройство выбирает один из множества входных сигналов на основе управляющих сигналов и направляет его на выход, после чего он отправляется к своему адресату. Работа мультиплексора данных в модулях MCR DIMM. Источник: SkHynix. В чем сходство технологии с FB-DIMM? Память MCR DIMM имеет некоторое сходство с устаревшей технологией FB-DIMM, которая использовалась для повышения производительности серверов за счет внедрения буферизации данных в далеком в 2005 году. Подобно FB-DIMM, новая технология применяет промежуточные компоненты для эффективного управления потоками данных, что помогает увеличить скорость и емкость передачи за один момент времени. Однако, в отличие от FB-DIMM, новинка использует более современные решения, включая уже упомянутый ранее мультиплексор данных. Все это влияет на стабильность и энергопотребление. Зачем нужно было создавать новую память? MR DIMM – это ответ индустрии памяти на постоянно масштабирующуюся индустрию процессоров. В частности, современные EPYC Turin уже достигли отметки в 192 ядра, а Xeon 6700E – 144 ядра. Такое большое число ядер требует значительной пропускной способности памяти, именно поэтому и было предпринято решение о поиске доступных решений. Стандарт MCR DIMM разработан для решения проблемы путем использования мультиплексора данных, что дало возможность увеличить скорость передачи без увеличения числа каналов или тактовой частоты. Также нужно отметить, что MCR DIMM всецело использует возможность оптимизации уже имеющихся на рынке чипов DRAM, что делает эту технологию весьма целесообразной. MCR DIMM имеет все шансы стать важной инновацией для дата-центров, которым требуется высокая производительность при оптимальном использовании ресурсов. Сегодня процессоры Intel Xeon 6900P могут оснащаться модулями MCR DIMM DDR5-8800. Источник: Intel. Аналогии с другими решениями MCR DIMM имеет определенные параллели с такими ранее вышедшими решениями в сфере серверной памяти, как NV-DIMM и HBM. MR DIMM в первую очередь отличается от NV-DIMM тем, что применяет исключительно доступные на рынке чипы DDR и не требует интеграции флэш-памяти. Это позволяет оптимизировать стоимость этого типа памяти по сравнению с дорогостоящими NV-DIMM. Также стоит отметить коммерческий провал лидера NV-DIMM — Optane DC Persistent Memory, которая оказалась невостребованной из-за высокой стоимости и ряда ограничений по сравнению с обычной DDR. Касательно HBM, здесь похожая история: HBM отличается еще большей стоимостью и требует интеграции с CPU или GPU в рамках одной подложки, что значительно увеличивает стоимость конечного продукта и может сказаться на масштабируемости объема. Такую схему мы могли видеть в процессорах Intel Xeon MAX, где процессор одновременно мог работать со стеками HBM и DDR памятью. Intel Optane PMem - еще один тип серверной памяти призванный изменить серверную индустрию. Источник: Intel. Где это может использоваться? MCR DIMM память уже начала внедряться в самые современные серверные платформы, однако на момент конца 2024 года поддержка MCR доступна лишь на топовой платформе от Intel: Intel Xeon 6900P Granite Rapids - процессоры на базе сокета LGA 7529 с продвинутым контроллером памяти который позволяет им эффективно коммуницировать с мультиплексором на модуле памяти MCR DIMM. Сравнение DDR5-6400 с MRDIMM-8800, где процессоры Xeon 6 6900P демонстрируют прирост в задачах HPC и AI вплоть до 30%. Источник: Intel. Выводы Мы в ServerFlow надеемся, что новый тип памяти найдет свое применение не только в коммерческих системах Intel, но и у таких гигантов, как AMD и Ampere. Все приведенные факты указывают на то, что данная память практически не имеет недостатков. Однако, неэффективный менеджмент Intel уже приводил к утрате перспективных технологий. В связи с этим, мы с нетерпением ждем анонсов от других компаний о внедрении поддержки. Возможно, тогда MRDIMM станет новым стандартом в серверной отрасли, а не останется лишь рудиментом в ее закоулках.