內容概要:CXL全稱為Compute Express Link,是一種開放式行業互連標準,可在主機處理器與加速器、內存緩沖區和智能I/O設備等設備之間提供高帶寬、低延遲連接,從而滿足高性能異構計算的要求,并且其維護CPU內存空間和連接設備內存之間的一致性。從2019年至今,CXL已經從CXL 1.0版本演化至3.1版本,主要針對內存池化、內存熱插拔、內存共享和訪問、以及互連通信能力等進行增強優化。CXL技術是一種新型的高速互聯技術,旨在提供更高的數據吞吐量和更低的延遲,同時實現內存共享、提高內存利用效率,為化解“內存墻”問題提出新的解決方案。在處理器、存儲芯片、控制器、模組等廠商的推動下,全球CXL行業發展不斷提速,市場前景廣闊,行業規模將持續擴容,預計全球CXL市場規模將由2022年17億美元增長至2028年的158億美元,期間年復合增長率將達45%。三星電子、美光、江波龍等國內外各大廠商都在研發支持CXL 2.0/3.0的處理器、CXL DRAM等產品,從而將內存擴展內存技術的更多特性帶入數據中心,加速CXL的應用。未來,在企業持續加大研發投入、行業組織進一步完善技術標準等因素的推動下,CXL技術將持續演進,商業化進程提速。
關鍵詞:CXL內存定義、CXL內存發展歷程、CXL內存市場規模、CXL內存研發動態、CXL內存發展趨勢
一、CXL內存行業相關概述
CXL全稱為Compute Express Link,是一種開放式行業互連標準,可在主機處理器與加速器、內存緩沖區和智能I/O設備等設備之間提供高帶寬、低延遲連接,從而滿足高性能異構計算的要求,并且其維護CPU內存空間和連接設備內存之間的一致性。
CXL協議包含三個子協議:(1) CXL.io:這種模式可以將內存擴展到外部設備,使得數據的傳輸速度更快。CXL.io通過PCIe總線連接CPU和外部設備,這樣CPU就可以與外部設備共享內存,并且可以直接訪問外部設備的I/O資源。(2)CXL.cache:這種模式可以通過將內存緩存到外部設備中來提高性能。CXL.cache模式允許CPU在本地緩存中保留最常用的數據,而將不常用的數據保存在外部設備中。這樣可以減少內存訪問時間,提高整體系統性能。(3)CXL.memory:這種模式可以將外部設備作為主內存使用,從而實現更大的內存容量。CXL.memory模式允許CPU將外部設備看作是擴展內存,從而可以存儲更多的數據。這種方式可以提高系統的可靠性,因為即使發生了內存故障,CPU仍然可以通過外部設備繼續運行。
回溯其發展歷程,CXL是由英特爾于2019年3月在Interconnect Day 2019上推出的一種開放性互聯協議,旨在實現計算、內存和存儲資源的動態分配,通過在CPU和加速器之間提供共享內存的高速通道,使得這些設備可以更有效地一起工作,提高數據中心的性能和效率。2019年,CXL 聯盟正式成立,至今,CXL已經從CXL 1.0版本演化至3.1版本,主要針對內存池化、內存熱插拔、內存共享和訪問、以及互連通信能力等進行增強優化。CXL 3.1是對CXL 3.0版本的漸進性的更新,新規范對橫向擴展 CXL 進行了額外的結構改進、新的可信執行環境 ehnahcments 以及對內存擴展器的改進。
相關報告:智研咨詢發布的《2025年中國CXL內存行業市場研究分析及發展趨向研判報告》
二、CXL內存行業發展背景
大模型的快速發展推動“算力”和“存力”需求快速增長,與此同時,對“運力”也提出了更高的需求,系統需要更高的帶寬、更快的傳輸。但內存的性能提升速度遠低于處理器的性能提升速度,導致處理器無法充分發揮其計算能力。“內存墻”問題由來已久,在AI時代表現的愈發明顯,“算力”和“運力”之間的差距越來越大。Transformer類的模型參數的數量呈現指數增長,每兩年增加410倍,而GPU內存僅以每兩年2倍的速度擴展。CXL技術是一種新型的高速互聯技術,旨在提供更高的數據吞吐量和更低的延遲,同時實現內存共享、提高內存利用效率,為化解“內存墻”問題提出新的解決方案。
三、CXL內存行業發展現狀
CXL是繼 HBM 之后存儲領域的一項重要創新技術,備受矚目。在處理器、存儲芯片、控制器、模組等廠商的推動下,全球CXL行業發展不斷提速,市場前景廣闊,行業規模將持續擴容,預計全球CXL市場規模將由2022年17億美元增長至2028年的158億美元,期間年復合增長率將達45%。
CXL高速互聯目前處于市場應用的早期階段,未來采用CXL協議服務器的占比持續提升,DRAM將占據CXL市場的主要份額。預計到2028年,CXL DRAM市場價值將占據CXL內存市場的近80%,CXL DRAM在DRAM中滲透率將達8%。
各大廠商都在研發支持CXL2.0/3.0的處理器、CXL DRAM等產品,從而將內存擴展內存技術的更多特性帶入數據中心,加速CXL的應用。海外廠商,三星電子早在2021年5月,就開發出全球首款基于CXL的DRAM技術;2022年推出業界首款基于CXL 1.1的512GB CXL DRAM;2023年5月開發出支持CXL 2.0的128GB CXL DRAM;2024年第二季度推出支持CXL 2.0的256GB CMM-D產品,計劃2024年年底之前批量生產。除了三星,其他兩大內存廠也在布局該技術。美光在2023年8月推出基于CXL 2.0的內存擴展模塊CZ120;SK海力士在2023年10月展示了其CXL產品,包括基于CXL的計算內存解決方案 (CMS) 2.0,使用近內存處理 (NMP) 架構來解決CPU內存瓶頸問題并提高處理性能。面對廣闊前景,國內廠商也開始涉足這一領域,2024年3月,江波龍在CFMS2024展出了一款基于Compute?Express?Link?(CXL)技術的創新內存擴展設備——CXL?2.0?AIC內存擴展卡。這款擴展卡采用非DRAM?on-board封裝設計,可兼容多種容量和規格的直插式內存條。它不僅支持CXL1.1標準,實現單個計算節點服務器線纜直連的直插式內存條擴展,還兼容CXL2.0標準,支持多個計算節點服務器集群與存儲池線纜直連的直插式內存池化,從而滿足多樣化的應用場景需求。2024年8月,紫光股份旗下新華三集團發布了CXL-O光互連解決方案,通過融合CXL與光學互連技術,實現了數據中心內跨服務器以及跨機柜的高效、長距離、低延遲的CXL連接,顯著提升整體計算性能與效率。2024年9月,超聚變發布了CXL2.0內存池解決方案。2024年10月,研華科技宣布推出新一代SQRAM CXL 2.0 Type 3內存模塊。
四、CXL內存行業發展趨勢
目前,CXL仍處于商業化前期。未來,在企業持續加大研發投入、行業組織進一步完善技術標準等因素的推動下,CXL技術將持續演進,商業化進程提速。同時,CXL技術的應用落地還需要CPU以及設備層面的軟硬件支持。隨著軟硬件支持加速完善,CXL應用環境不斷優化,為技術規模化應用加碼賦能。
以上數據及信息可參考智研咨詢(www.szxuejia.com)發布的《2025年中國CXL內存行業市場研究分析及發展趨向研判報告》。智研咨詢是中國領先產業咨詢機構,提供深度產業研究報告、商業計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號,每天及時掌握更多行業動態。


2025年中國CXL內存行業市場研究分析及發展趨向研判報告
《2025年中國CXL內存行業市場研究分析及發展趨向研判報告》共十章,包括CXL內存行業相關概述、CXL內存行業運行環境(PEST)分析、全球CXL內存行業運營態勢、中國CXL內存行業經營情況分析、中國CXL內存行業競爭格局分析、中國CXL內存行業上、下游產業鏈分析、CXL內存行業主要優勢企業分析、CXL內存行業投資機會、CXL內存行業發展前景預測。



