Trong bối cảnh nhu cầu về năng lực tính toán AI không ngừng gia tăng và sự mất cân bằng cung cầu trong ngành chip lưu trữ ngày càng trầm trọng, CXL (Compute Express Link) đang từ một công nghệ nhỏ lẻ trở thành trọng tâm ngành công nghiệp. Samsung Electronics, SK Hynix và Micron Technology lần lượt tăng cường đầu tư, trong khi Google và NVIDIA đã tham gia xác thực, biến lĩnh vực này thành điểm cạnh tranh mới trong ngành lưu trữ sau HBM.
Samsung gần đây đã công bố bài báo tại hội nghị học thuật IEEE, tiết lộ những tiến bộ mới nhất trong hệ thống bộ nhớ CXL "Pangea v2". Theo báo cáo của truyền thông Hàn Quốc "Korea Economic Daily", hệ thống này tăng hiệu suất truyền dữ liệu lên 10,2 lần so với các phương pháp kết nối truyền thống như RDMA, đồng thời giảm tới 96% các vấn đề nút thắt lâu năm trong kiến trúc bộ nhớ truyền thống, được xem là bước đột phá công nghệ quan trọng trong lĩnh vực CXL.
Ở phía cầu, các ông lớn công nghệ đang cung cấp sự xác thực thực tế cho công nghệ này. Theo The Information, Google đã bắt đầu triển khai CXL tại các trung tâm dữ liệu và đang lắp đặt các bộ điều khiển để quản lý luồng dữ liệu giữa CPU và các bể bộ nhớ ngoài lớn. NVIDIA dự kiến sẽ hỗ trợ tiêu chuẩn CXL 3.1 trong CPU Vera sẽ ra mắt vào cuối năm nay, một động thái được giới chuyên môn xem là bài kiểm tra thực tế lớn nhất của CXL cho đến nay.
Mặc dù nhiệt độ ngành đang rõ ràng tăng lên, việc thương mại hóa quy mô lớn của CXL vẫn đối mặt với ràng buộc then chốt—công nghệ này yêu cầu CPU, GPU, bộ nhớ và thiết bị mạng trong trung tâm dữ liệu đều hỗ trợ cùng một tiêu chuẩn, sự phức tạp trong hợp tác sinh thái xuyên ngành là rào cản khó vượt qua nhất trên con đường phổ biến của nó.
Samsung "Pangea v2": Hiệu năng tăng mạnh, mở rộng hồ bộ nhớ vượt quá 5,5 TB
Hệ thống "Pangea v2" mà Samsung trình bày đại diện cho thành tựu công nghệ mới nhất của công ty trong lĩnh vực CXL.
Theo báo cáo của Korea Economic Daily, hệ thống này dựa trên tiêu chuẩn CXL 2.0 do các công ty như Intel và NVIDIA cùng phát triển năm 2020, tích hợp 22 mô-đun CXL DRAM (CMM-D) thành một bể bộ nhớ chung, cho phép nhiều máy chủ truy cập lên đến 5,5 TB dung lượng bộ nhớ. Samsung đã hợp tác với công ty thiết kế bán dẫn toàn cầu Marvell và công ty cơ sở hạ tầng AI Liquid AI trong quá trình phát triển.
Về mặt hiệu năng, khả năng truyền dữ liệu của Pangea v2 tăng 10,2 lần so với các giải pháp RDMA truyền thống, với mức cải thiện điểm nghẽn lên tới 96%.
Vì tiêu chuẩn CXL hiện đã được cập nhật lên phiên bản 3.2, Samsung cho biết kế hoạch ra mắt "Pangea v3" dựa trên tiêu chuẩn mới nhất trong năm 2026.
Ba nhà sản xuất lưu trữ lớn đều tham gia, cấu trúc cạnh tranh đang hình thành nhanh chóng
SK Hynix cũng đang tăng tốc phát triển CXL.
Theo báo cáo của Korea Economic Daily, công ty đã ra mắt DRAM CXL đầu tiên vào năm 2022, tiếp theo là sản phẩm tương thích CXL 2.0 vào năm 2023, và giải pháp bộ nhớ CMM-DDR5 96GB của họ đã hoàn thành xác nhận khách hàng vào năm 2025. Ông Park Joon-deok, Trưởng bộ phận tiếp thị DRAM của SK Hynix, cho biết công ty sẽ duy trì vị thế dẫn đầu về công nghệ bằng sản phẩm thế hệ thứ hai hỗ trợ CXL 3.0.
Micron Technology đã phát hành mô-đun bộ nhớ CXL tự phát triển vào năm 2024, chính thức gia nhập thị trường. Ba nhà sản xuất bộ nhớ chính đã lần lượt hoàn thành bố trí, tạo nên bức tranh cạnh tranh ban đầu cho lĩnh vực CXL.
Google và NVIDIA xác nhận nhu cầu, hiệu suất bộ nhớ AI trở thành động lực cốt lõi
Lý do cốt lõi khiến CXL nhận được sự quan tâm của thị trường là nó có thể giải hiệu quả vấn đề lâu năm về hiệu suất sử dụng bộ nhớ thấp trong máy chủ AI.
Trong kiến trúc hiện tại, mỗi GPU và CPU đều phụ thuộc vào bộ nhớ riêng biệt, với tỷ lệ sử dụng bộ nhớ chỉ ở mức 20% đến 30% trong điều kiện hoạt động bình thường. CXL cho phép nhiều GPU và CPU chia sẻ động một bể bộ nhớ thống nhất, từ đó nâng cao đáng kể hiệu quả sử dụng tài nguyên.
The Information trích dẫn thông tin từ hai nhân viên của Google cho biết, Google đã率先 triển khai CXL vào sản xuất và đang đánh giá cách tích hợp sâu hơn các bể bộ nhớ ngoài vào hệ thống của mình để tăng tốc độ truy cập bộ nhớ ngoài của bộ xử lý.
CPU Vera của NVIDIA sẽ hỗ trợ tiêu chuẩn CXL 3.1, và kết quả khi nó được đưa ra thị trường quy mô lớn sẽ là yếu tố tham chiếu quan trọng để đánh giá xem CXL có thể tiến hóa từ các dự án thí nghiệm của một số ít công ty thành một giải pháp đáng tin cậy trong ngành hay không.
CEO Jin Kim của công ty khởi nghiệp CXL của Hàn Quốc, Xcena, cho biết: "Cơ sở hạ tầng AI cần rất nhiều bộ nhớ, giá bộ nhớ liên tục tăng cao, điều này buộc khách hàng mục tiêu của chúng tôi phải nâng cao hiệu quả sử dụng bộ nhớ; hiện tại chưa có giải pháp nào khác có thể thay thế CXL để cải thiện hiệu quả bộ nhớ."
Rào cản hợp sinh hệ sinh thái cao, lịch trình phổ biến vẫn còn nhiều bất định
CXL đối mặt với những thách thức sinh thái cơ bản trong việc triển khai quy mô lớn.
Phân tích viên bán dẫn của Bernstein Research, Mark Li, chỉ ra: "Để CXL hoạt động bình thường, bạn cần CPU, GPU, bộ nhớ và phần mềm đều tương thích. Những công ty có thể đồng thời kiểm soát các sản phẩm này và thúc đẩy sự thay đổi phối hợp là rất ít, NVIDIA là một trong số đó, và Google là một công ty khác."
Theo lịch sử, AMD đã ra mắt chip máy chủ hỗ trợ CXL vào năm 2022, sau đó Intel cũng làm điều tương tự vào năm 2023, nhưng việc thương mại hóa cả hai sản phẩm này đều rất hạn chế. Ngay cả khi Google đã bắt đầu triển khai CXL trong môi trường sản xuất, các kỹ sư trong ngành đều cho rằng công nghệ CXL hiện tại vẫn chưa đáp ứng đầy đủ tất cả các yêu cầu của các nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn.
Sau mỗi lần CXL Consortium xác định phiên bản tiêu chuẩn mới, các nhà thiết kế chip cần mất từ một đến hai năm để thiết kế lại bộ xử lý, các nhà sản xuất linh kiện sau đó xây dựng bộ điều khiển và thiết bị chuyển mạch tương thích, các nhà sản xuất bộ nhớ cải tạo mô-đun bộ nhớ, và các nhà sản xuất máy chủ tiến hành hàng tháng kiểm tra tương thích—sự hợp tác chuỗi cung ứng kéo dài này là rào cản thực tế mà CXL phải vượt qua để phổ biến rộng rãi. Tình hình triển khai Vera CPU của NVIDIA trong năm nay sẽ cung cấp câu trả lời có giá trị tham khảo cao nhất cho đến nay.