MRDIMM: Intel spiega perché sono la carta segreta dei processori Xeon 6 per il mondo dei datacenter

MRDIMM, o Multiplexed Rank Dual Inline Memory Module, è una novità che riguarda la memoria, ma anche i microprocessori, in ambito datacenter. Ce ne ha parlato Intel, che supporta queste soluzioni con i processori Xeon 6, gli Xeon 6900P noti in codice come Granite Rapids AP.

Anche se il focus di Intel è certamente sui processori, è da sempre un'azienda "di sistema", ovvero il suo lavoro va oltre il singolo componente, ma guarda all'intera piattaforma ed ecosistema.

Le DRAM, un componente critico del sistema e del quadro prestazionale, non fa eccezione. Questo è ancora più vero nei server, dove il numero dei core aumenta a ogni generazione e ha superato il corrispettivo incremento della bandwidth di memoria. In parole povere, la bandwidth per core è andata via via scemando nel corso del tempo.

Questa discrepanza, specie con carichi più sensibili alla bandwidth di memoria come la modellazione meteorologica, la fluidodinamica computazionale e determinati calcoli IA, può creare un collo di bottiglia.

Le MRDIMM puntano a superare quell'ostacolo. I moduli di memoria più comuni per i datacenter, noti come RDIMM, hanno risorse parallele a bordo, solo che non vengono utilizzate.

Tutto ruota attorno al concetto di rank. Un set di chip di memoria su un modulo appartiene a un rank e uno all'altro. Con le RDIMM, i dati possono essere memorizzati e consultati su più livelli in modo indipendente, ma non simultaneo.

"Ci siamo detti: 'Aspettate un attimo. Abbiamo risorse parallele che sono inutilizzate. Perché non possiamo metterle insieme?", ha spiegato George Vergis, senior principal engineer in memory pathfinding della divisione DCAI di Intel. L'idea è stata quella di inserire un piccolo chip di interfaccia - un multiplexer o "mux" - nel modulo DRAM.

In questo modo, i dati possono passare su entrambi i rank di memoria simultaneamente. Il mux consente alle MRDIMM di operare a una velocità superiore rispetto alle RDIMM, raddoppiando di fatto la bandwidth. Il risultato è che, senza creare memorie totalmente nuove, la bandwidth può essere incrementata di quasi il 40%, passando da 6.400 a 8.800 MT/s. Questo vale per la Gen1 delle MRDIMM, ma si punta ad arrivare a 12.800 e 17.600 MT/s con la Gen2 e la Gen3 in futuro.

Vergis e i suoi collaboratori hanno iniziato questo lavoro nel 2018 e hanno dimostrato il concetto con prototipi nel 2021. Intel ha collaborato con l'ecosistema delle memorie per costruire i primi componenti e ha donato le specifiche a JEDEC come nuovo standard aperto alla fine del 2022.

Ciò che spicca delle MRDIMM è la facilità d'uso. Usano lo stesso connettore e form factor di una normale RDIMM (i mux si inseriscono nei punti precedentemente vuoti del modulo), non richiedendo quindi alcuna modifica alla scheda madre. Le MRDIMM presentano inoltre tutte le stesse caratteristiche ECC e RAS delle RDIMM. L'integrità dei dati viene mantenuta indipendentemente dal multiplexing delle richieste sul buffer di dati.

Le MRDIMM vanno comunque supportate dal processore e, nel caso di Intel, quel chip è il nuovo Xeon 6 Granite Rapids, basato su P-core. "Recenti test hanno messo a confronto due sistemi Xeon 6 identici, uno con MRDIMM e l'altro con RDIMM. Il sistema con MRDIMM ha completato i lavori con una velocità superiore del 33%", conclude Intel.