機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用正在徹底改變處理數(shù)據(jù)的方式。整個(gè)行業(yè)需要找到在保持低功耗的同時(shí)，提高計(jì)算性能的途徑。對(duì)于當(dāng)前的許多計(jì)算任務(wù)，連接處理器的專用硬件加速器完成該任務(wù)的速度和功耗都要比獨(dú)立工作的處理器出色。

PCI Express是當(dāng)前在處理器和片外加速器之間移動(dòng)數(shù)據(jù)最常用的協(xié)議。但在 15 年前推出 PCI Express 時(shí)，現(xiàn)在的片外加速應(yīng)用還沒(méi)有出現(xiàn)，因此 PCI Express 并未針對(duì)大量這些計(jì)算工作負(fù)載進(jìn)行優(yōu)化。而對(duì)優(yōu)化工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)的需求已日益凸顯。要想取得成功，新標(biāo)準(zhǔn)必須為非專有的，必須針對(duì)當(dāng)前的加速器工作負(fù)載進(jìn)行優(yōu)化，必須盡量利用現(xiàn)有技術(shù)降低成本，加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。

考慮一下 CCIX 吧

CCIX （緩存一致互聯(lián)協(xié)議）是基于現(xiàn)有的 PCI Express 物理層及鏈路層的協(xié)議，可幫助各公司充分利用其在 PCI Express 上的現(xiàn)有投資。同時(shí)，CCIX 還可通過(guò)未來(lái) PCI Express 鏈路速度及數(shù)據(jù)鏈路層更新獲得巨大優(yōu)勢(shì)。此外，CCIX 還通過(guò)在 PHY 和 CCIX 上添加可選 20 和 25 GT/S 速度擴(kuò)展了現(xiàn)有 PCIe 的速度，并針對(duì)當(dāng)前加速工作負(fù)載優(yōu)化了數(shù)據(jù)鏈路層和事務(wù)處理層。

CCIX 可通過(guò)不同的方式簡(jiǎn)化和加速數(shù)據(jù)移動(dòng)。第一種方式是使用高速緩存一致性來(lái)自動(dòng)保持處理器和加速器存儲(chǔ)器的高速緩存一致性，從而實(shí)現(xiàn)易用性并降低時(shí)延。由于數(shù)據(jù)是通過(guò)CCIX 協(xié)議自動(dòng)同步的，因此只需將數(shù)據(jù)指針傳遞至加速器，而無(wú)需依靠復(fù)雜的直接存儲(chǔ)器訪問(wèn) (DMA) 驅(qū)動(dòng)程序移動(dòng)數(shù)據(jù)。CCIX請(qǐng)求代理將首先訪問(wèn)高速緩存，以查看所需數(shù)據(jù)是否可用，如果不可用，它就會(huì)自動(dòng)從 CPU高速緩存或系統(tǒng)內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)。

CCIX協(xié)議能夠減輕軟件開(kāi)發(fā)者的負(fù)擔(dān)，使他們可以專注于自己的應(yīng)用，而不是加速器和主處理器之間移動(dòng)數(shù)據(jù)的底層機(jī)制。

CCIX可以提供幫助的第二種方式是啟用存儲(chǔ)器擴(kuò)展。位于主CPU 旁邊的 DIMM 插槽需求量大嗎？但某些依靠新服務(wù)器類內(nèi)存的應(yīng)用，如持久性內(nèi)存？即使在斷電時(shí)，內(nèi)存也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。CCIX允許 CPU 上的本地代理管理遠(yuǎn)程設(shè)備上的從屬代理，從屬代理可以控制存儲(chǔ)類內(nèi)存，然后再接入 CPU 的標(biāo)準(zhǔn) NUMA 內(nèi)存映射，從而實(shí)現(xiàn)這個(gè)解決方案。這導(dǎo)致存儲(chǔ)類內(nèi)存看起來(lái)就像常規(guī)系統(tǒng)內(nèi)存，但具有啟用任何唯一內(nèi)存的屬性。

最后，CCIX允許本地代理駐留在加速器上。該本地代理可管理直接連接到加速器上的存儲(chǔ)器。通過(guò)這種方式，如果發(fā)生高速緩存丟失，駐留在加速器上的請(qǐng)求代理會(huì)將時(shí)延損失降到最低，但數(shù)據(jù)直接連接到加速器進(jìn)行存儲(chǔ)。

Xilinx CCIX 方案展示

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CCIX 聯(lián)盟成員由各大行業(yè)技術(shù)龍頭企業(yè)代表組成，旨在協(xié)同制定統(tǒng)一的互聯(lián)技術(shù)規(guī)范，以確保采用不同指令集架構(gòu) （ISA） 的處理器能與加速器一致共享數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)高效的異構(gòu)計(jì)算，從而大幅提高運(yùn)行數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載和嵌入式應(yīng)用 （如 5G 無(wú)線和移動(dòng)邊緣計(jì)算） 的服務(wù)器的計(jì)算效率。