内容概要:CXL全称为Compute Express Link,是一种开放式行业互连标准,可在主机处理器与加速器、内存缓冲区和智能I/O设备等设备之间提供高带宽、低延迟连接,从而满足高性能异构计算的要求,并且其维护CPU内存空间和连接设备内存之间的一致性。从2019年至今,CXL已经从CXL 1.0版本演化至3.1版本,主要针对内存池化、内存热插拔、内存共享和访问、以及互连通信能力等进行增强优化。CXL技术是一种新型的高速互联技术,旨在提供更高的数据吞吐量和更低的延迟,同时实现内存共享、提高内存利用效率,为化解“内存墙”问题提出新的解决方案。在处理器、存储芯片、控制器、模组等厂商的推动下,全球CXL行业发展不断提速,市场前景广阔,行业规模将持续扩容,预计全球CXL市场规模将由2022年17亿美元增长至2028年的158亿美元,期间年复合增长率将达45%。三星电子、美光、江波龙等国内外各大厂商都在研发支持CXL 2.0/3.0的处理器、CXL DRAM等产品,从而将内存扩展内存技术的更多特性带入数据中心,加速CXL的应用。未来,在企业持续加大研发投入、行业组织进一步完善技术标准等因素的推动下,CXL技术将持续演进,商业化进程提速。
关键词:CXL内存定义、CXL内存发展历程、CXL内存市场规模、CXL内存研发动态、CXL内存发展趋势
一、CXL内存行业相关概述
CXL全称为Compute Express Link,是一种开放式行业互连标准,可在主机处理器与加速器、内存缓冲区和智能I/O设备等设备之间提供高带宽、低延迟连接,从而满足高性能异构计算的要求,并且其维护CPU内存空间和连接设备内存之间的一致性。
CXL协议包含三个子协议:(1) CXL.io:这种模式可以将内存扩展到外部设备,使得数据的传输速度更快。CXL.io通过PCIe总线连接CPU和外部设备,这样CPU就可以与外部设备共享内存,并且可以直接访问外部设备的I/O资源。(2)CXL.cache:这种模式可以通过将内存缓存到外部设备中来提高性能。CXL.cache模式允许CPU在本地缓存中保留最常用的数据,而将不常用的数据保存在外部设备中。这样可以减少内存访问时间,提高整体系统性能。(3)CXL.memory:这种模式可以将外部设备作为主内存使用,从而实现更大的内存容量。CXL.memory模式允许CPU将外部设备看作是扩展内存,从而可以存储更多的数据。这种方式可以提高系统的可靠性,因为即使发生了内存故障,CPU仍然可以通过外部设备继续运行。
回溯其发展历程,CXL是由英特尔于2019年3月在Interconnect Day 2019上推出的一种开放性互联协议,旨在实现计算、内存和存储资源的动态分配,通过在CPU和加速器之间提供共享内存的高速通道,使得这些设备可以更有效地一起工作,提高数据中心的性能和效率。2019年,CXL 联盟正式成立,至今,CXL已经从CXL 1.0版本演化至3.1版本,主要针对内存池化、内存热插拔、内存共享和访问、以及互连通信能力等进行增强优化。CXL 3.1是对CXL 3.0版本的渐进性的更新,新规范对横向扩展 CXL 进行了额外的结构改进、新的可信执行环境 ehnahcments 以及对内存扩展器的改进。
相关报告:智研咨询发布的《2025年中国CXL内存行业市场研究分析及发展趋向研判报告》
二、CXL内存行业发展背景
大模型的快速发展推动“算力”和“存力”需求快速增长,与此同时,对“运力”也提出了更高的需求,系统需要更高的带宽、更快的传输。但内存的性能提升速度远低于处理器的性能提升速度,导致处理器无法充分发挥其计算能力。“内存墙”问题由来已久,在AI时代表现的愈发明显,“算力”和“运力”之间的差距越来越大。Transformer类的模型参数的数量呈现指数增长,每两年增加410倍,而GPU内存仅以每两年2倍的速度扩展。CXL技术是一种新型的高速互联技术,旨在提供更高的数据吞吐量和更低的延迟,同时实现内存共享、提高内存利用效率,为化解“内存墙”问题提出新的解决方案。
三、CXL内存行业发展现状
CXL是继 HBM 之后存储领域的一项重要创新技术,备受瞩目。在处理器、存储芯片、控制器、模组等厂商的推动下,全球CXL行业发展不断提速,市场前景广阔,行业规模将持续扩容,预计全球CXL市场规模将由2022年17亿美元增长至2028年的158亿美元,期间年复合增长率将达45%。
CXL高速互联目前处于市场应用的早期阶段,未来采用CXL协议服务器的占比持续提升,DRAM将占据CXL市场的主要份额。预计到2028年,CXL DRAM市场价值将占据CXL内存市场的近80%,CXL DRAM在DRAM中渗透率将达8%。
各大厂商都在研发支持CXL2.0/3.0的处理器、CXL DRAM等产品,从而将内存扩展内存技术的更多特性带入数据中心,加速CXL的应用。海外厂商,三星电子早在2021年5月,就开发出全球首款基于CXL的DRAM技术;2022年推出业界首款基于CXL 1.1的512GB CXL DRAM;2023年5月开发出支持CXL 2.0的128GB CXL DRAM;2024年第二季度推出支持CXL 2.0的256GB CMM-D产品,计划2024年年底之前批量生产。除了三星,其他两大内存厂也在布局该技术。美光在2023年8月推出基于CXL 2.0的内存扩展模块CZ120;SK海力士在2023年10月展示了其CXL产品,包括基于CXL的计算内存解决方案 (CMS) 2.0,使用近内存处理 (NMP) 架构来解决CPU内存瓶颈问题并提高处理性能。面对广阔前景,国内厂商也开始涉足这一领域,2024年3月,江波龙在CFMS2024展出了一款基于Compute Express Link (CXL)技术的创新内存扩展设备——CXL 2.0 AIC内存扩展卡。这款扩展卡采用非DRAM on-board封装设计,可兼容多种容量和规格的直插式内存条。它不仅支持CXL1.1标准,实现单个计算节点服务器线缆直连的直插式内存条扩展,还兼容CXL2.0标准,支持多个计算节点服务器集群与存储池线缆直连的直插式内存池化,从而满足多样化的应用场景需求。2024年8月,紫光股份旗下新华三集团发布了CXL-O光互连解决方案,通过融合CXL与光学互连技术,实现了数据中心内跨服务器以及跨机柜的高效、长距离、低延迟的CXL连接,显著提升整体计算性能与效率。2024年9月,超聚变发布了CXL2.0内存池解决方案。2024年10月,研华科技宣布推出新一代SQRAM CXL 2.0 Type 3内存模块。
四、CXL内存行业发展趋势
目前,CXL仍处于商业化前期。未来,在企业持续加大研发投入、行业组织进一步完善技术标准等因素的推动下,CXL技术将持续演进,商业化进程提速。同时,CXL技术的应用落地还需要CPU以及设备层面的软硬件支持。随着软硬件支持加速完善,CXL应用环境不断优化,为技术规模化应用加码赋能。
以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《2025年中国CXL内存行业市场研究分析及发展趋向研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。
2025年中国CXL内存行业市场研究分析及发展趋向研判报告
《2025年中国CXL内存行业市场研究分析及发展趋向研判报告》共十章,包括CXL内存行业相关概述、CXL内存行业运行环境(PEST)分析、全球CXL内存行业运营态势、中国CXL内存行业经营情况分析、中国CXL内存行业竞争格局分析、中国CXL内存行业上、下游产业链分析、CXL内存行业主要优势企业分析、CXL内存行业投资机会、CXL内存行业发展前景预测。
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