PCIe P2P DMA全景解读

温馨提醒 :本文主要分为5 个部分,总计4842 字,需要时间较长,建议先收藏

  • P2P DMA简介

  • P2P DMA软硬件支持

  • CXL P2P DMA原理差异

  • P2P DMA应用场景

  • P2P DMA技术挑战


一、P2P DMA简介

P2P DMA(Peer-to-Peer Direct Memory Access)技术是一种允许连接到PCIe总线上的不同设备之间直接进行数据交换的机制,无需通过CPU和系统内存中转。这一特性极大地提升了数据传输效率,减少了CPU负载,并在特定场景下优化了系统性能。

P2P DMA的概念早在NVMe SSD和RDMA技术发展的初期就已出现。大约在2012年左右,Stephen Bates等人在研究NVMe、RDMA及NVMe over fabrics时发现了对设备间直接DMA的需求。早期实现主要依赖于一些具备可暴露内存区域(即现在的CMB - Controller Memory Buffer)的设备来实验性地支持P2PDMA。

Host与存储设备数据移动优化的技术中,控制器内存缓冲区(Controller Memory Buffer,CMB)是一个重要的概念。

自2014年以来,CMB被纳入到NVMe 1.2标准中,其目的是减少主机和设备之间的数据移动。CMB是控制器内部的一块专用内存,通过PCIe总线访问。当CPU需要访问存储设备的数据时,它可以通过内存读写事务层封装(MRd或MRw)直接访问CMB,而不需要将整个数据块传输到主机内存。

由于主机CPU无法像访问DDR内存那样高效地访问CMB,因此CMB通常被用作PCIe设备之间块数据传输的DMA(直接内存访问)缓冲区。这种方式减少了数据在主机和设备之间来回移动的次数,从而提高了数据传输效率。尽管CMB提供了一种优化数据移动的方法,但它仍然存在一些限制。例如,由于主机CPU访问CMB的效率低于DDR内存,且CMB的大小有限,因此对于需要频繁、大量数据交换的应用场景,CMB可能无法提供最佳的性能。

二、P2P DMA软硬件支持

随着时间的推移,随着硬件技术的进步以及软件栈的支持,如Linux内核从6.2版本开始提供用户空间对P2PDMA的支持,该功能逐渐成熟并应用在更多领域,例如NVIDIA GPUDirect Storage利用P2PDMA实现了GPU与NVMe命名空间之间的直接数据复制。

完整阅读:PCIe P2P DMA全景解读完整版本

相关推荐
RFID科技的魅力1 分钟前
从开箱到实战:CP300R触屏RFID打印机全场景使用测评
大数据·人工智能·物联网·rfid
xlp666hub3 分钟前
深度剖析 Linux Input 子系统(3):从零写一个 Input 驱动,最详细手把手(附完整代码)
linux·面试
子兮曰3 分钟前
llama.cpp Windows 免编译部署实测:Releases 下载、模型检索与参数详解
人工智能·架构·开源
Cosolar15 分钟前
吃透这5种Agent模式,搞定智能体开发
人工智能·面试·全栈
开开心心_Every21 分钟前
限时免费加密、隐藏、锁定文件文件夹好工具
运维·服务器·人工智能·edge·pdf·逻辑回归·深度优先
霖大侠40 分钟前
Wavelet Meets Adam: Compressing Gradients forMemory-Efficient Training
人工智能·深度学习·算法·机器学习·transformer
hyunbar77741 分钟前
Docker命令及使用指南
人工智能
RisunJan1 小时前
Linux命令-modprobe(自动处理可载入模块)
linux·运维
野犬寒鸦1 小时前
Redis复习记录day1
服务器·开发语言·数据库·redis·缓存