英特爾攜手行業(yè)伙伴，以創(chuàng)新方法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)DRAM模塊內(nèi)存帶寬翻倍，該即插即用的解決方案可釋放至強(qiáng)6性能核處理器潛力。

一直以來，英特爾深耕處理器市場(chǎng)——這些處理器被看作是保障計(jì)算機(jī)出色運(yùn)行的“大腦”，但不能忽略的是，系統(tǒng)內(nèi)存（DRAM）在提升整體性能方面也扮演著重要角色。特別是在服務(wù)器領(lǐng)域，由于處理器核心數(shù)量的增長(zhǎng)速度超過了內(nèi)存帶寬的提升，這就意味著每個(gè)核心實(shí)際可用的內(nèi)存帶寬相應(yīng)減少了。

像天氣建模、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)和某些特定的AI場(chǎng)景，它們往往需要運(yùn)行大量的工作負(fù)載，這樣一來，處理器核心與內(nèi)存帶寬之間的失衡，就可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算瓶頸?，F(xiàn)在，技術(shù)創(chuàng)新為我們帶來了新的解決辦法。

經(jīng)過多年與行業(yè)伙伴的合作，英特爾工程師打造了一個(gè)創(chuàng)新的解決方案，它將突破性能瓶頸，并將引領(lǐng)新的開放行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。近期發(fā)布的英特爾至強(qiáng) 6數(shù)據(jù)中心處理器率先應(yīng)用MRDIMM新型內(nèi)存，以即插即用的方式大幅提升性能。

英特爾數(shù)據(jù)中心與人工智能（DCAI）事業(yè)部負(fù)責(zé)至強(qiáng)處理器的產(chǎn)品經(jīng)理Bhanu Jaiswal說，“很大一部分科學(xué)計(jì)算工作負(fù)載都受到內(nèi)存帶寬的限制”，而這正是MRDIMM的強(qiáng)項(xiàng)。

接下來，我們將為大家揭曉DDR5多路復(fù)用雙列直插式內(nèi)存模塊（以下簡(jiǎn)稱MRDIMM）研發(fā)背后的故事。

受團(tuán)隊(duì)靈感啟發(fā)，將并行性引入系統(tǒng)內(nèi)存

在數(shù)據(jù)中心，最常用的內(nèi)存模塊（稱為RDIMM）就像現(xiàn)代處理器一樣，具有板載并行資源，只是兩者的使用方式不同。

“大多數(shù)DIMM都有性能和容量?jī)蓚€(gè)陣列”，DCAI內(nèi)存開發(fā)資深首席工程師George Vergis說道，“這種設(shè)計(jì)有助于在性能和容量之間實(shí)現(xiàn)平衡”。

陣列就像是河岸，模塊上的一組內(nèi)存芯片屬于一個(gè)陣列，其余的則為另一個(gè)。RDIMM雖然可以讓獨(dú)立存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)訪問發(fā)生在多個(gè)陣列之間，但卻無法同時(shí)進(jìn)行。

這讓Vergis回想起靈感閃現(xiàn)的那一瞬間。他說，“當(dāng)時(shí)我們想到，既然并行資源沒被使用，那為什么不把它們集中起來呢？”于是，Vergis便提出一個(gè)創(chuàng)新方案，即在DRAM模塊上放置一個(gè)小型接口芯片——多路復(fù)用器（Mux），從而讓數(shù)據(jù)可以在同一個(gè)時(shí)刻跨兩個(gè)內(nèi)存陣列進(jìn)行傳輸。

多路復(fù)用緩沖器整合了每個(gè)MRDIMM的電力負(fù)載，這讓接口能夠運(yùn)行得比RDIMM更快。由于能夠同時(shí)并行訪問兩個(gè)內(nèi)存陣列，帶寬也翻倍了。

由此誕生了英特爾有史以來最快的系統(tǒng)內(nèi)存，峰值帶寬提高近40%，從每秒6,400MT躍升至每秒8,800MT，而過去則需經(jīng)過多次迭代才能實(shí)現(xiàn)。

內(nèi)存模塊標(biāo)準(zhǔn)相同，但速度更快

基于過去在存儲(chǔ)領(lǐng)域的技術(shù)積累，英特爾持續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新，讓不同的計(jì)算組件具備互操作性、實(shí)現(xiàn)性能提升。

Vergis是英特爾在聯(lián)合電子設(shè)備工程委員會(huì)（JEDEC）董事會(huì)中的一位代表成員，該委員會(huì)負(fù)責(zé)制定微電子行業(yè)的開放標(biāo)準(zhǔn)，尤其在內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)制定方面享有盛譽(yù)。Vergis在DDR5標(biāo)準(zhǔn)化方面的貢獻(xiàn)使他在2018年榮獲JEDEC獎(jiǎng)項(xiàng)，而現(xiàn)在，他正全力以赴地投入到DDR6的研發(fā)工作中。（今年，JEDEC也向英特爾首席執(zhí)行官帕特·基辛格頒發(fā)了榮譽(yù)，稱贊他是“開放標(biāo)準(zhǔn)的堅(jiān)定支持者”，并指出“英特爾在標(biāo)準(zhǔn)制定方面的歷史領(lǐng)導(dǎo)地位就是最好的證明?！保?/p>

Vergis帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自2018年開始研發(fā)，并于2021年通過原型驗(yàn)證了這一概念。英特爾與存儲(chǔ)領(lǐng)域生態(tài)伙伴合作制造了首批組件，并于2022年底將組件規(guī)格作為新的開放標(biāo)準(zhǔn)捐贈(zèng)給了JEDEC。

MRDIMM的突出優(yōu)勢(shì)在于其易用性，通過采用與常規(guī)RDIMM相同的連接器和外形規(guī)格，使小型多路復(fù)用芯片也可適配之前模塊上的空余位，因此無需對(duì)主板做任何更改。

MRDIMM還具備與RDIMM相同的糾錯(cuò)及可靠性、可用性和可維護(hù)性（RAS）功能。Vergis說，無論數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中產(chǎn)生怎樣的獨(dú)立多路復(fù)用請(qǐng)求，都可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。

這意味著對(duì)于數(shù)據(jù)中心客戶，在訂購(gòu)新服務(wù)器時(shí)選擇MRDIMM，或?qū)C(jī)架服務(wù)器中的RDIMM換成MRDIMM，就可以體驗(yàn)全新性能，并不需要更改任何代碼。

至強(qiáng)6 + MRDIMM =

僅有MRDIMM還不夠，業(yè)界還需要一款可以發(fā)揮MRDIMM性能的CPU。今年上市的英特爾至強(qiáng)6性能核處理器（代號(hào)Granite Rapids）就是業(yè)界率先支持MRDIMM技術(shù)的處理器。

近期的媒體測(cè)試對(duì)比了兩套配置相同的至強(qiáng)6系統(tǒng)，分別使用MRDIMM和RDIMM。測(cè)試結(jié)果顯示，使用MRDIMM的系統(tǒng)在完成速度上比使用RDIMM的系統(tǒng)快33%。

Jaiswal說，“MRDIMM帶來的帶寬提升，非常適用于小語(yǔ)言模型、傳統(tǒng)深度學(xué)習(xí)和推薦系統(tǒng)這類AI工作負(fù)載，它可以在至強(qiáng)平臺(tái)上輕松運(yùn)行，并提供顯著的性能提升?！?/p>

一些領(lǐng)先的存儲(chǔ)廠商已經(jīng)推出MRDIMM，更多廠商將會(huì)陸續(xù)發(fā)布他們的產(chǎn)品。一些研究機(jī)構(gòu)也正在積極采用支持MRDIMM技術(shù)的至強(qiáng)6性能核處理器。

Jaiswal說，“生態(tài)共贏，正是強(qiáng)大的OEM和內(nèi)存提供商生態(tài)系統(tǒng)，讓英特爾有機(jī)會(huì)獲得該技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。