下一代云计算需求迫使数据中心架构师考虑新的IT创新。面对机器学习、视频转码和计算存储等应用程序的大规模增长，主存的最大可用大小决定了其局限性。一种颠覆性的以内存为中心的新架构可能会改变未来的存储架构。
当前内存架构
今天，主存在中央处理器(CPU)的控制下，这已经超过50年了。因此，系统架构需要与其接口保持一致。这有效地修正了在任何实际系统中内存与计算的比率，这是扩展许多以内存为中心的应用程序的一个障碍。为了支持数据密集型应用程序，您必须不断购买更多处理器来满足内存需求。
有各种各样的尝试来绕过这个限制，但它们都有缺点。例如，使用远程直接内存访问(RDMA)架构需要软件来管理从非易失性存储器到主存和从主存的比特移动，以及更多的软件来同步远程副本——换句话说，为程序员提供一致性。
另外，一些有前途的新技术正在出现，使架构师能够重新考虑以内存为中心的计算。这些包括:
- 高密度、字节可寻址的非易失性存储器的出现。与动态随机存取存储器(DRAM)相比，这些技术正迅速成为成本竞争对手。这些新存储器可能成为一种新型的主存储器。
- P4编程语言的发展及其在可编程以太网交换机中的应用。这种新的灵活性水平允许架构使用低成本以太网硬件作为高性能内存结构。
- 开放硬件的接受带来了新的处理器微架构，比如TileLink。多个cpu共享缓存和主内存所需的许多总线和消息传递现在已经打开。
基于这三种技术的一种新方法使以内存为中心的结构体系结构成为可能。
为共享主内存输入Cache-Coherent Memory Fabric
作为一个积极的参与者RISC-V西部数据在2019年推出了OmniXtend™。OmniXtend通过以太网结构提供高速缓存一致内存。这种以内存为中心的系统架构是第一种cache-coherent内存技术，为各种处理器、fpga、gpu、机器学习加速器和其他组件的内存访问和数据共享提供开放标准接口。它是一种开放的解决方案，可以有效地将持久内存连接到处理器上，并为连接计算、存储、内存和I/O组件的未来高级结构提供潜在的支持。
通过使用OmniXtend，系统设计人员可以利用以内存为中心的体系结构的许多好处。异构系统都可以驻留在相同的内存域中，并以一致的方式共享内存。这种新的开放方法允许组件通过以太网交换机共享一个内存池。
图1:组件通过以太网交换机共享一个内存池。
OmniXtend的动机是希望将主存从CPU中解放出来，并解决RISC-V生态系统对公共扩展协议的迫切需求。考虑到P4以太网交换机的数据平面可编程性的新级别，它是用于传输缓存一致性消息的逻辑媒介。omniextend使用了现代以太网交换机的可编程性，使处理器的缓存能够直接通过以太网结构交换一致性消息。对计算和存储系统进行彻底的重新架构，现在可以充分利用这些新技术，并使其能够持续扩展到未来。
扩展的生态系统
OmniXtend正在被称为接口、处理器和系统通用硬件联盟(CHIPS)的开源硬件集团进一步开发。这个开放组织正在为所有人开发技术实现和开放标准。OmniXtend以太网交换机的可编程性允许对相干域或协议的任何需要的修改立即部署在现场，而不需要新的系统软件或新的应用特定集成电路(asic)。OmniXtend将加速数据中心架构、专用计算加速和CPU微架构方面的创新。
