最後更新:2026年10月8日次世代架構次世代介面・互連

CXL(Compute Express Link)是什麼

Compute Express Link

CXL(Compute Express Link)是由英特爾主導制定、CXL Consortium 管理的開放標準高速互連規格,利用 PCIe 實體層,以一致的記憶體語意連接 CPU、GPU、加速器與記憶體。

定義與原理

CXL(Compute Express Link)是由英特爾主導制定、CXL Consortium 管理的開放標準高速互連規格。它利用 PCIe 的實體層,以一致的記憶體語意連接 CPU、GPU、加速器與記憶體,實現記憶體池化、異質運算與快取一致性。作為解決 AI 伺服器「記憶體容量牆」(大規模 LLM 需要數百GB 記憶體)的次世代架構,2025~2026年間受到的關注急速升高。

CXL 的 3 種裝置類型用途各不相同。(Type 1)加速器:與 CPU 共用快取的裝置(智慧網卡等)。(Type 2)加速器+記憶體:像 GPU 一樣同時具備運算與本地記憶體的裝置(未來的 AI 加速器)。(Type 3)記憶體擴充裝置:透過 CXL 大幅擴充 CPU 記憶體容量的 DRAM 模組(CXL DRAM)。在 AI 伺服器中,最受矚目的主要是 Type 3 的「記憶體池型」,可將每1個機櫃的記憶體容量擴充到數TB~數十TB。

主要供應商動向方面,三星(CMM-D:CXL DRAM Module)於 2023年送樣全球首款支援 CXL 2.0 的 DRAM 模組,並於 2025年開始量產。SK 海力士(AIM:Accelerator-in-Memory)正在開發搭載 CXL 介面的 PIM(Processing-In-Memory)裝置。美光也在開發 128GB CXL DRAM 模組。CXL 控制器晶片則由 Broadcom、Microchip、Astera Labs 等供應。

從 CXL 實作的製程與設備角度來看,CXL DRAM 模組搭載以最先進 DRAM 製程(1β/1γ nm)製造的 DRAM 晶粒。高整合度的 CXL 控制器晶粒則以 TSMC 5nm/3nm 製造。業界也在討論轉向 2.5D/3D 封裝(CXL DRAM 晶粒+控制器的 CoWoS/HBM 型堆疊),可能成為先進封裝需求的額外成長動力。

2025~2027年是 CXL 生態系普及的關鍵時期。CXL 3.0(以 PCIe 6.0 為基礎,最高 68GB/s,支援網狀拓撲)已制定完成,可望用於彌補 DDR5 頻寬的不足。在 AI LLM 服務的批次推論中,將 KV 快取存放於 CXL 記憶體池、讓 GPU 記憶體(HBM)專注於運算的架構被看好。資料中心用 CXL 交換器(Astera Labs Aries)與 CXL 記憶體模組市場預計在 2026~2028年急速擴大。

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