芝能智芯出品
2024 年，Marvell 在其分析师日活动中推出了具备革命性创新意义的 Structera A 内存扩展控制器。
这款基于 CXL（Compute Express Link）技术的设备，引入了 16 个高性能 Arm Neoverse V2 核心，还通过支持 DDR5 内存和 PCIe Gen5 的 CXL 接口，为数据中心提供了灵活扩展计算和内存能力的全新解决方案。
我们可以看到 CXL 技术在超大规模计算中的潜力，Marvell 在推进计算与内存融合、赋能现代数据中心方面的战略意图。
Part 1
Marvell Structera A 的创新及趋势分析
Marvell Structera A 是一款 CXL Type-3 内存扩展控制器，创新性地将 16 个 Arm Neoverse V2 核心与 CXL 内存扩展功能集成于一体。这种融合打破了传统内存控制器仅专注于内存管理的局限，赋予了芯片在计算与内存扩展方面的双重能力。
以往的内存扩展设备往往只是单纯地对内存容量进行扩展，而 Structera A 能够在扩展内存的同时，利用自身的计算核心分担主 CPU 的部分计算任务，实现了计算与存储资源的协同优化。
除了核心架构的融合，该芯片还集成了 LZ4 压缩 / 解压缩和加密 / 解密等功能。在数据处理过程中，这些功能能够在芯片内部高效地对数据进行实时处理，减少了数据在芯片内外传输所带来的延迟与带宽消耗。
例如，在处理大规模数据存储时，压缩功能可有效减少存储空间的占用，加密功能则保障了数据的安全性，提高了整体系统的数据处理效率与安全性。
● 其核心创新体现在以下几个方面：
◎ 计算与内存的融合：搭载 16 个 Arm Neoverse V2 核心，实现计算与内存扩展的有机结合。
◎ DDR5 与压缩技术支持：提供四通道 DDR5-6400 内存，同时内置 LZ4 压缩/解压缩功能，有效优化内存利用率和数据传输效率。
◎ 绿色与高效：通过支持升级后的 DDR4 DIMM，Structera A 在延长硬件生命周期的同时，减少了重复制造对碳排放的影响。
Structera A 的推出标志着 CXL 技术进入了更高阶应用阶段，不仅停留在存储扩展的传统功能上，而是朝着“计算+存储”一体化的方向迈进。
计算技术的不断发展，异构计算逐渐成为主流趋势。Marvell Structera A 芯片正是这一趋势的典型代表，将不同类型的计算资源（Arm 核心）与内存扩展资源（CXL 技术）有机结合在同一芯片上。
这种异构融合的方式能够充分发挥不同计算单元的优势，根据任务的特性灵活分配计算资源，提高整个系统的能效比和计算性能。
传统的计算架构中，计算单元与存储单元之间存在明显的物理分离，导致数据传输延迟成为制约系统性能的关键因素之一。
Structera A 通过在内存控制器中集成计算核心，实现了内存计算的初步一体化。
这一趋势预示着未来的芯片设计将更加注重计算与存储的紧密结合，减少数据搬运的开销，提高数据处理的速度和效率。例如，在人工智能、机器学习等数据驱动的应用领域，内存计算一体化能够显著加速模型训练和推理过程，为这些领域的快速发展提供有力的技术支撑。
这种设计思路顺应了超大规模数据中心日益复杂的计算需求，也体现了高性能计算领域内存瓶颈与计算负载分布优化的技术趋势。
● Structera A 的出现，是多种市场需求和技术趋势交汇的结果：
◎ 数据爆炸与计算密集：现代数据中心面临海量数据处理需求，计算资源与内存容量的失衡逐渐成为限制性能提升的瓶颈。
◎ 可编程与高效能需求：通过将 Arm Neoverse V2 核心引入 CXL 设备，Structera A 不仅能提供额外计算能力，还为工作负载优化提供了更高的灵活性。
◎ 绿色可持续发展压力：设备通过延长旧版内存组件的使用寿命，在满足性能需求的同时减少了环境影响。
◎ CXL 技术标准成熟：伴随 PCIe Gen5 的普及和 CXL 生态的完善，更多企业开始探索如何将内存扩展技术与计算整合，推动了类似 Structera A 的创新产品诞生。
Structera A 的发布预示着内存扩展器将不再局限于容量扩展，而是逐步成为数据中心计算架构的组成部分。
Part 2
Marvell 的战略意义与未来展望
超大规模数据中心对成本控制、计算性能提升以及可持续发展的需求是推动 Marvell Structera A 芯片创新的重要因素之一。
在海量数据处理的背景下，传统计算架构面临着内存带宽瓶颈、计算资源不足等问题。为了满足大数据分析、人工智能等应用对计算和存储资源的高要求，芯片厂商需要不断创新，推出能够有效解决这些问题的产品。
CXL 技术的逐渐成熟为 Structera A 的诞生提供了技术基础。CXL 作为一种高速、低延迟的互联协议，使得内存扩展和计算资源的融合成为可能。
同时，Arm 架构在性能和能效方面的不断提升，也为芯片集成多个 Arm 核心提供了技术保障。
此外，芯片制造工艺的进步（如 5nm 工艺）使得在同一芯片上集成更多功能和计算单元成为现实，降低了芯片的功耗和成本，提高了芯片的性能密度。
● 产品战略的核心意图
Structera A 是 Marvell 立足未来计算架构变革的重要布局，目标在于通过以下方式保持技术领先地位：
◎ 推动异构计算的发展：Structera A 提供额外的计算核心和内存带宽，能够显著提升服务器集群的计算效率，这对超大规模云服务商尤为重要。
◎ 强化 CXL 生态主导力：作为率先推出 CXL Type-3 高阶产品的公司之一，Marvell 希望在这个新兴领域占据技术与市场双重优势。
◎ 满足可定制化需求：Structera A 的高性能核心和灵活内存设计，能够适配从 AI 推理到边缘计算的多种场景，提升 Marvell 产品的市场覆盖面。
Structera A 的推出不仅是一次技术创新，更是 Marvell 在应对市场趋势、挑战传统计算架构方面的战略尝试。
◎ 在服务器架构方面，Structera A 将促使服务器设计向更加灵活和高效的方向发展。传统的服务器架构往往基于固定的 CPU 和内存配置，难以根据实际应用需求进行动态调整。
而 Structera A 芯片的出现使得服务器能够在运行过程中根据负载情况动态地扩展计算和内存资源。例如，在业务高峰期，可以通过添加 Structera A 卡来快速提升服务器的计算和内存容量，满足突发的业务需求；在业务低谷期，则可以减少资源的占用，降低能耗。
◎ 从行业生态角度来看，Marvell Structera A 的推广将带动整个 CXL 生态系统的发展。
它将促使其他芯片厂商、系统厂商、软件开发商等围绕 CXL 技术进行更多的创新和合作。例如，软件开发商需要针对 Structera A 的特性优化操作系统、应用程序等软件层面的设计，以充分发挥其性能优势；系统厂商则需要重新设计服务器主板、机箱等硬件结构，以更好地适配 Structera A 芯片及其扩展卡。
● Structera A 的问世将对未来数据中心的建设模式产生深远影响：
◎ 计算与内存协同的新时代：通过 Structera A，数据中心可在传统架构中快速实现内存与计算资源的同步扩展，降低系统升级的复杂度。
◎ 部署灵活性大幅提升：例如，在需要更高计算能力时，只需通过 PCIe 插入 Structera A 卡即可扩展系统性能，无需更换主服务器硬件。
◎ 绿色计算架构：通过支持 DDR4 和 DDR5 内存，Structera A 不仅降低了硬件浪费，也为数据中心的碳中和目标提供了更高效的解决方案。
在未来，我们期待 Marvell Structera A 芯片及其相关技术能够更加成熟。从软件 / 固件方面来看，CXL 技术将实现真正的即插即用，降低用户的使用门槛。这将使得更多的企业和用户能够轻松地部署基于 CXL 内存扩展的系统，推动 CXL 技术在更广泛的范围内得到应用。
随着技术的不断发展，我们预计 Marvell 将继续对 Structera A 进行性能提升和功能创新。例如，进一步提高 Arm 核心的性能、增加内存通道的带宽、优化芯片内部的互联结构等。
同时，Marvell 可能会在异构计算融合的基础上，探索更多新的技术方向，如与其他新兴存储技术（如新型非易失性存储器）的结合，为超大规模计算及其他应用领域带来更高性能、更高效能的解决方案。
小结
Marvell Structera A 的发布，不仅为内存扩展器的设计注入了计算与存储协同的新内涵，也预示着未来数据中心将向更加灵活、高效的方向发展。
作为一款面向超大规模计算的创新产品，Structera A 不仅展示了 Marvell 在技术研发上的深厚积累，也为行业提供了一个值得参考的全新架构设计思路。
我们有理由期待 Structera A 成为推动计算与存储深度融合的关键设备，同时引领行业迈向更高效、更绿色的计算新时代。
芝能智芯 将持续关注此类前沿技术的应用与发展，为读者带来更多深入的分析与洞察。
原文标题 : 技术解析｜Marvell Structera A 内存芯片
