A Marvell apresentou os controladores Structera X e Structera A, duas soluções da linha Structera CXL criadas para aumentar a capacidade e a largura de banda da memória por meio de compressão de dados em tempo real.
Com a expansão das cargas de trabalho de inteligência artificial, a demanda por memória de alta capacidade e maior largura de banda continua crescendo.
Ao mesmo tempo, o setor de tecnologia convive com limitações na oferta de memória e armazenamento. Nesse cenário, empresas buscam alternativas para aproveitar melhor os recursos já disponíveis.
Os novos controladores da Marvell comprimem os dados armazenados na memória, algo que não faz parte da maioria dos controladores CXL disponíveis atualmente.
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Compressão por hardware funciona em tempo real
Os controladores Structera CXL contam com um bloco dedicado de hardware chamado CDB (Compression-Decompression Block).
Esse componente foi desenvolvido para comprimir os dados enquanto eles são gravados na memória DRAM e descomprimi-los durante a leitura, tudo em tempo real e sem depender de software.
Como o processo funciona de forma independente da CPU, mais recursos de processamento ficam livres para outras tarefas da plataforma.
Segundo a Marvell, o bloco de compressão segue as especificações enviadas ao Open Compute Project (OCP) e é o único controlador de memória CXL em produção com compressão inline integrada por hardware.
Marvell Structera X
O Structera X é um controlador de expansão de memória CXL compatível com os padrões DDR5 e DDR4. O chip reúne quatro núcleos Arm Cortex-M7, bloco CDB, DMA multicanal, 56 MB de cache de último nível, quatro canais DDR e criptografia de memória AES-XTS de 256 bits.
As principais características incluem:
- Controlador CXL 2.0 / PCIe 5.0 x16 ou 2 portas x8
- Até 200 GB/s de largura de banda de memória
- Suporte para até três módulos DIMM por canal
- Compatibilidade com mais de 6 TB de memória DDR5
- Compatibilidade com mais de 4 TB de memória DDR4
- Compressão e descompressão inline com algoritmo LZ4
- Criptografia e descriptografia inline XTS-AES de 256 bits
- Módulo de segurança por hardware e inicialização segura
Marvell Structera A
O Structera A CXL é um acelerador de memória próximo ao sistema de memória (near-memory), desenvolvido para otimizar o acesso aos dados.
O controlador reúne 16 núcleos Arm Neoverse V2, bloco CDB, quatro núcleos Arm Cortex-M7, 64 MB de cache de último nível e quatro canais DDR5.
As principais especificações são:
- Controlador CXL 2.0 / PCIe 5.0 x16
- 200 GB/s de largura de banda de memória
- Quatro canais DDR5-6400
- Suporte para até dois módulos DIMM por canal
- 16 núcleos Arm Neoverse V2 (Demeter) de até 3,2 GHz
- Compressão e descompressão inline com algoritmo LZ4
- Criptografia e descriptografia inline XTS-AES de 256 bits
- Módulo de segurança por hardware e inicialização segura
Desempenho da compressão
O bloco CDB utiliza uma versão personalizada do algoritmo de compressão sem perdas LZ4. De acordo com a Marvell, essa implementação busca combinar boa taxa de compressão com baixa latência e também suporta mapeamento de memória do tipo um-para-muitos.
Resultados do Structera X (2404/2504)
| Métrica | Valor |
|---|---|
| Algoritmo | LZ4 |
| Tamanhos de página compatíveis | 4 KB e 1 KB |
| Taxa máxima de compressão | 64:1 (páginas compostas apenas por zeros) |
| Níveis de compressão | 0 a 3 (configuráveis) |
Taxas de compressão no Structera X e Structera A
A Marvell divulgou testes com diferentes tipos de dados usados em aplicações reais. Segundo a empresa, os resultados ficam iguais ou muito próximos da compressão LZ4 executada pelo processador.
| Tipo de dado | Structera CDB | LZ4 no host |
|---|---|---|
| XML | 2,75x | 2,64x |
| Banco de dados (nci) | 3,64x | 3,65x |
| Código-fonte (Samba) | 2,00x | 2,07x |
| Conteúdo da web (Webster) | 1,67x | 1,65x |
| Linguagem natural (Dickens) | 1,32x | 1,32x |
| Binários/arquivos compilados (Mozilla) | 1,68x | 1,73x |
Segundo a Marvell, a qualidade da compressão do Structera CDB fica no mesmo nível da compressão LZ4 executada pelo host. Com isso, a tarefa deixa de depender de software e libera recursos de processamento da CPU para outras atividades.
Em um cenário de maior demanda por memória para aplicações de IA e oferta limitada desses componentes, a empresa aposta na linha Structera CXL como uma alternativa para ampliar o aproveitamento da memória disponível.
