IBM打造新一代更高频宽DDR介面

在近日于美国矽谷举行的年度Hot Chips大会上，IBM为预计2020年问世的Power 9处理器定义了一个新介面──该开放记忆体介面(Open Memory Interface，OMI)能实现在一台伺服器上以高于DDR的频宽搭载更多主记忆体，也是一个能与GenZ与英特尔(Intel)的CLX分庭抗礼的Jedec标准潜在候选。

OMI基本上是将记忆体控制器从主机上移出，转而依赖在相对较小型的DIMM板卡上的控制器；Microchip旗下的Microsemi已经有一款DDR控制器在IBM实验室的板卡上运作。这种方法号称能在一台伺服器上支援4TB容量记忆体、传输速率达320GBps，或是512GB容量记忆体、最小持续传输速率为650GBps。

这种结果需要付出的代价是，在Microchip的控制器晶片中添加了至少4奈秒(nanosceonds)的延迟，耗散功率约4W，其中有一半是藉由将DDR PHY从主机中移除来减轻。IBM预想纬来的控制器能让OMI结合绘图处理器DRAM，成为越来越受欢迎，但价格较高、功率消耗也很大的HBM堆叠。

此外根据IBM处理器架构师William Starke的说法，该方案大约80奈秒的延迟，使其成为能替代延迟可能高达400奈秒的GenZ之具吸引力方案。

OMI是以IBM Power 9先进I/O (Advanced I/O，AIO)晶片中的96通道25G serdes为基础；这种serdes提供高达600GBps的频宽，能被弹性配置为支援OMI、新一代的Nvidia绘图处理器互连介面NVLink，或是IBM为其他加速器打造的OpenCAPI 4.0介面。

Microchip的OMI控制器在IBM实验室的运作功耗为4W。

IBM的下一代Power 10处理器，将转向采用32~50G serdes以继续强化I/O与加速，其技术蓝图显示，赛灵思(Xilinx)等合作伙伴不会再取得IBM的加速器专属快取一致性互连(cache-coherent interconnect，CCIX)支援；CCIX是与英特尔CLX竞争的方案。

一位Hot Chips与会者表示，由此产生的Power 9互连，类似于英特尔针对下一代处理器所开发的CLX。而IBM的Starke则表示，英特尔可能会把CLX同时运用于加速器以及Optane储存级记忆体。

针对DDR记忆体，OMI藉由将控制器移出主机减轻了冷却任务，也简化了处理器设计；市场研究机构Tirias Research资深分析师Kevin Krewell表示，这种方法类似AMD在Epyc伺服器处理器封装中，利用独立的小晶片(chiplet)做为控制器；“这是切割该技术的另一种方法。”

IBM的Power AIO是一款14奈米晶片，支援48通道的PCIe 4.0；预计2021年推出的Power 10会采用全新的制程节点、新的核心与电晶体设计，支援PCIe 5.0以及800GBps的最小持续传输速率。

然而IBM虽保有强劲的技术雄心，其市场影响力正逐渐式微；根据市场研究机构IDC的统计数字，Power架构在2019年第一季的伺服器处理器市场上仅有0.190%的占有率，比去年同期的0.219%又下滑了些许。