في تطور مثير للاهتمام لصناعة وحدات معالجة الرسوميات، من المقرر أن تغير الذاكرة المرفقة بمنفذ PCIe الطريقة التي نفكر بها في سعة ذاكرة وحدة معالجة الرسوميات وأدائها. تعمل شركة Panmnesia، وهي شركة مدعومة من معهد أبحاث KAIST في كوريا الجنوبية، على تقنية تسمى Compute Express Link، أو CXL، والتي تسمح لوحدات معالجة الرسوميات باستخدام موارد الذاكرة الخارجية عبر واجهة PCIe.
تقليديًا، تقتصر وحدات معالجة الرسومات مثل RTX 4060 على ذاكرة الفيديو العشوائية المدمجة، والتي يمكن أن تعيق الأداء في المهام التي تتطلب الكثير من الذاكرة مثل تدريب الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات والألعاب عالية الدقة. تستفيد CXL من اتصال PCIe عالي السرعة لتوصيل وحدات الذاكرة الخارجية مباشرة بوحدة معالجة الرسومات.
توفر هذه الطريقة خيار توسيع الذاكرة مع زمن انتقال منخفض، مع إظهار مقاييس الأداء تحسنات كبيرة مقارنة بالطرق التقليدية. ووفقًا للتقارير، تمكنت التكنولوجيا الجديدة من تحقيق زمن انتقال مزدوج الرقم من النانوثانية، وهو انخفاض كبير مقارنة بحلول SSD القياسية.
علاوة على ذلك، لا تقتصر هذه التقنية على ذاكرة الوصول العشوائي التقليدية فحسب. يمكن أيضًا استخدام محركات أقراص الحالة الصلبة لتوسيع ذاكرة وحدة معالجة الرسوميات، مما يوفر حلًا متعدد الاستخدامات وقابل للتطوير. تسمح هذه القدرة بإنشاء أنظمة ذاكرة هجينة تجمع بين سرعة ذاكرة الوصول العشوائي وسعة محركات أقراص الحالة الصلبة، مما يعزز الأداء والكفاءة بشكل أكبر.
احصل على تحليلك الأسبوعي للتكنولوجيا وراء ألعاب الكمبيوتر
على الرغم من أن CXL يعمل على وصلة PCIe، فإن دمج هذه التقنية مع وحدات معالجة الرسوميات ليس بالأمر السهل. تفتقر وحدات معالجة الرسوميات إلى بنية CXL المنطقية والأنظمة الفرعية اللازمة لدعم نقاط نهاية DRAM أو SSD. لذلك، فإن إضافة وحدة تحكم CXL ببساطة أمر غير ممكن.
لا تتعرف أنظمة ذاكرة التخزين المؤقت ووحدة معالجة الرسوميات إلا على التوسعات من خلال الذاكرة الافتراضية الموحدة (UVM). ومع ذلك، كشفت الاختبارات التي أجرتها Panmnesia أن UVM كان لديه أسوأ أداء بين أنوية وحدة معالجة الرسوميات التي تم اختبارها بسبب النفقات العامة من تدخل وقت تشغيل المضيف أثناء أخطاء الصفحة ونقل البيانات غير الفعّال على مستوى الصفحة.
لمعالجة هذه المشكلة، طورت Panmnesia سلسلة من طبقات الأجهزة التي تدعم جميع بروتوكولات CXL الرئيسية، والتي تم دمجها في وحدة تحكم موحدة. يتضمن هذا المجمع الجذري المتوافق مع CXL 3.1 منافذ جذرية متعددة للذاكرة الخارجية عبر PCIe وجسر مضيف مع فك تشفير ذاكرة الجهاز المُدار بواسطة المضيف. يتصل هذا الفك بناقل نظام وحدة معالجة الرسومات ويدير ذاكرة النظام، مما يوفر وصولاً مباشرًا إلى التخزين الموسع عبر تعليمات التحميل/التخزين، مما يزيل مشكلات UVM بشكل فعال.
إن الآثار المترتبة على هذه التقنية بعيدة المدى. ففي مجال الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، تعني القدرة على إضافة المزيد من الذاكرة التعامل مع مجموعات البيانات الأكبر بكفاءة أكبر، وتسريع أوقات التدريب، وتحسين دقة النموذج. وفي مجال الألعاب، يمكن للمطورين تجاوز حدود الدقة الرسومية والتعقيد دون التقيد بحدود ذاكرة الوصول العشوائي للفيديو.
بالنسبة لمراكز البيانات وبيئات الحوسبة السحابية، توفر تقنية CXL من Panmnesia طريقة فعالة من حيث التكلفة لترقية البنية الأساسية الحالية. من خلال إرفاق ذاكرة إضافية عبر PCIe، يمكن لمراكز البيانات تعزيز قوتها الحسابية دون الحاجة إلى إصلاحات شاملة للأجهزة.
على الرغم من إمكاناتها الهائلة، تواجه Panmnesia تحديًا كبيرًا في اكتساب القبول على مستوى الصناعة. لا تدعم أفضل بطاقات الرسوميات من AMD وNvidia تقنية CLX، وقد لا تدعمها أبدًا. هناك أيضًا احتمال كبير أن يقوم اللاعبون في الصناعة بتطوير تقنيات الذاكرة المرفقة بمنفذ PCIe الخاصة بهم لوحدات معالجة الرسومات. ومع ذلك، يمثل ابتكار Panmnesia خطوة إلى الأمام في معالجة الاختناقات في ذاكرة وحدة معالجة الرسومات، مع إمكانية التأثير بشكل كبير على الحوسبة عالية الأداء والألعاب.