浅析CXL P2P DMA加速数据传输拥堵问题的解决方案

接上文:CXL P2P DMA加速数据传输的拥堵问题

为了改善这个问题,CXL 3.0引入了Unordered-IO和Back Invalidate Snoop新机制,允许更直接和高效点对点数据传输,以减轻上游CXL通道的压力并减少延迟。

(1)Unordered-IO (UIO)

传统PCIe体系中,DMA传输通常是有序的,要求严格按照顺序完成,否则可能导致数据依赖性错误 。而Unordered-IO允许通过CXL Switch进行非顺序化的DMA传输,允许数据包在网络中以最有效的方式流动,无需严格遵循发送顺序。

Unordered-IO 是一种PCIe 6.0引入的新型的 TLP格式,主要用于点对点(Peer-to-Peer, P2P)DMA传输。从PCI-SIG官网消息来看,2023年4月10日对外正式发布。

这种特性使得CXL设备可以绕过传统瓶颈,直接通过Switch进行高效的数据交换,降低了延迟,提升了带宽利用率,特别适用于不需要顺序保证的场景。

(2)Back Invalidate Snoop

在CXL架构下,为了保持内存一致性,特别是对于共享CXL内存资源的情况,Back Invalidate Snoop 是一种CXL 3.0新引入的请求类型

当从属的CXL内存设备(如SSD或其他带有CXL.mem接口的存储设备)需要更新自身的内存缓存副本时,它可以发起Back Invalidate Snoop 请求,直接向Home Agent或者其他持有最新数据的设备请求更新一致性状态。

通过这种方式,CXL设备能够在不经过Root Complex的情况下自行发起并完成一致性状态的更新,有效地解除了对上游CXL通道的拥堵,同时降低了遍历延迟

这两个特性结合使用,不仅可以实现CXL设备间高效、低延迟的P2P通信,还能够确保在整个系统中保持内存数据的一致性,这对于构建大规模、分布式、高性能计算环境至关重要。

不过需要注意,在PCIe 6.0协议中,UIO writes是non-posted TLP ,这意味着与posted write相反,UIO写操作不会立即返回确认给发起方,而是等待实际写操作完成后才发出完成信号。由于这种异步性质增加了等待时间,UIO写操作可能会带来一定的性能损耗

在判断NVMe设备是否可以发起UIO DMA时,有三个关键条件必须满足:

  • DMA操作目标地址限定 :DMA操作必须明确指向位于同一个CXL switch peer上的地址。也就是说,数据传输的目标必须是直接相连并通过CXL Switch可达的设备

  • CXL Switch支持UIO P2P :所使用的CXL Switch底层结构必须支持UIO P2P路由功能。这意味着Switch能够识别和处理UIO格式的TLP,并允许其直接在不同设备间传递,而不必经过额外的中间跳转或绕行。

  • 目标CXL.mem设备支持Back Invalidate目标CXL内存设备(CXL.mem)必须具备Back Invalidate功能的支持。这是为了确保在进行U-IO DMA操作时,能够正确地同步内存一致性状态,即当数据发生更改时,相关的缓存条目可以在整个系统中得到及时无效化(invalidate),从而维护全局内存一致性。

PCIe/CXL扩展阅读:

小编每日撰文不易,如果您看完有所受益,欢迎点击文章底部左下角"关注 "并点击"分享 "、"在看",非常感谢!

精彩推荐:

相关推荐
保密资质顾问说5 分钟前
网络安全等级保护与涉密信息系统集成资质的区别及选型分析
运维·网络·经验分享·安全·web安全
-今昭-1 小时前
MooseFS分布式文件系统
linux·服务器·网络
砚凝霜1 小时前
软考网络工程师|案例分析:Eth‑Trunk 链路聚合、iStack 堆叠、CSS 集群核心考点总结
前端·css·网络
万联WANFLOW1 小时前
Meta开源了能本地跑的agent
运维·服务器·网络·人工智能·业界资讯
Java小白笔记2 小时前
Windows系统免软件命令激活
java·网络·人工智能·windows·ai·ai编程
智购科技自动贩卖机2 小时前
自动售货机硬件主控方案选型实战:单片机、树莓派、ESP32怎么选?
人工智能·单片机·嵌入式硬件·物联网·网络协议·yolo·架构
随风而飘1862 小时前
罗德与施瓦茨(R&S)SMB100B中端高性能模拟射频/微波信号发生器
网络·功能测试·科技·测试工具
00后程序员张3 小时前
SSL Pinning 抓包抓不到明文?绕过证书固定的几种方案
网络协议·计算机网络·网络安全·ios·adb·https·udp
xiaoye-duck3 小时前
《Linux网络编程》吃透 Linux 网络传输全流程:完整梳理局域网通信、封装解包与跨网络传输原理
linux·网络
深念Y3 小时前
订阅管理及节点过滤实践(技术笔记)
linux·网络·arm·优化·日志·工具·soc