Data-Center-Speicher Ausgemustert, aber nicht ausgedient: Meta rettet alten DDR4

DDR5 ist teuer und begehrt, doch Rechenzentren brauchen mehr und mehr Speicher. Alte Server liefern noch nutzbare DIMMs. Meta nutzt einen eigenen CXL-ASIC, der DDR4-Speicher aus ausgemusterten Systemen an neue DDR5-Server anbindet – ein zweites Leben für ausgedienten DDR4-Speicher.

Not macht erfinderisch, auch im Rechenzentrum. Während KI- und Cloud-Workloads immer mehr Arbeitsspeicher benötigen, steigen die Kosten und Lieferzeiten für DRAM. Hyperscaler Meta setzt deshalb auf eine pragmatische Lösung: Der Konzern nutzt DDR4-RDIMMs aus ausgemusterten Servern und bindet sie über einen selbst entwickelten CXL-Speicherexpander an neue Serverplattformen an. Das zeigt ein Paper, das unter anderem über Tom's Hardware die Runde macht.

CXL steht für Compute Express Link und ist eine auf PCIe aufsetzende Verbindungstechnik, mit der Prozessoren Speicher und Beschleuniger flexibler anbinden können. In Metas Fall dient CXL dazu, alten DDR4-Speicher als zusätzliche, langsamere Speicherebene an neue DDR5-Server zu hängen.

Der Ansatz adressiert einen handfesten Engpass. In einem Paper zum CXL-ASIC Vistara, unter anderem von der Redaktion von Tom's Hardware aufgegriffen, schreibt Meta, dass rund 40 Prozent der Server in der eigenen Flotte durch Speicherkapazität limitiert seien. In einer Detailauswertung beziffert das Unternehmen den Anteil der memory-capacity-bound Server auf 43,7 Prozent. Speicher ist damit nicht nur Kostenfaktor, sondern begrenzt unmittelbar die Skalierbarkeit von Workloads.

DDR4 wird zur zweiten Speicherebene

Eine Lösung des Problems ist der von Meta entwickelte ASIC Vistara. Der Chip ist als CXL-2.0/1.1-Type-3-Memory-Expander ausgelegt und verbindet DDR4-Speicher über PCIe Gen5 mit aktuellen Serverprozessoren. Damit lässt sich alter DDR4-Speicher in neuen Systemen nutzen, die nativ auf DDR5 ausgelegt sind.

In Metas Produktionssystemen stehen pro Vistara-ASIC 128 GByte wiederverwendeter DDR4-Speicher zur Verfügung. Zwei ASICs pro Board liefern damit 256 GByte CXL-attached DDR4. Zusammen mit 768 GByte lokalem DDR5-6400 kommt ein MemServer auf 1 TByte Arbeitsspeicher. Der DDR4-Speicher ersetzt den schnellen lokalen DDR5 dabei nicht, sondern ergänzt ihn als langsamere zweite Speicherebene.

Damit das funktioniert, behandelt der Software-Stack den CXL-Speicher als eigenen NUMA-Knoten. Häufig genutzte Daten bleiben im lokalen DDR5, während kalte Speicherseiten in den langsameren DDR4-Tier verschoben werden. Das ist entscheidend, denn Meta weist selbst darauf hin, dass der über CXL angebundene Speicher deutlich weniger Bandbreite und eine höhere Latenz bietet als lokaler Speicher.

Mehr Speicher, weniger neue Hardware

Der Ansatz hat neben der Kostenfrage auch eine Nachhaltigkeitsdimension. Laut Meta haben DRAM-Module eine deutlich längere Nutzungsdauer als Serverplattformen: Speicher könne 10 bis 14 Jahre eingesetzt werden, Server würden dagegen typischerweise nach fünf bis sieben Jahren ersetzt. Ohne Wiederverwendung wird also funktionierender Speicher vorzeitig ausgemustert.

Zudem verweist Meta darauf, dass DRAM-DIMMs in der betrachteten Komponentenbilanz den größten Anteil an den CO₂-Emissionen ausmachen. Durch CXL-basierte Speichererweiterung lassen sich vorhandene DIMMs länger nutzen.

Kein Basteltrick für alte RAM-Riegel

Technisch ist Vistara allerdings weit mehr als ein Adapter für alte Speichermodule. Der ASIC integriert zwei unabhängige 72-Bit-DDR4-Kanäle, unterstützt DDR4-Geschwindigkeiten bis 3200 MT/s und enthält drei RISC-V-Kerne für Secure Boot, Initialisierung, Firmware-Management und Monitoring. Für Zuverlässigkeit sorgen unter anderem Reed-Solomon-Fehlerkorrektur und x4-Chip-Kill.

Für passende Workloads meldet Meta deutliche Effekte. Das Paper nennt unter anderem bis zu 25 Prozent weniger benötigte Server bei disaggregierter ML-Inferenz und eine um 29 Prozent geringere durchschnittliche Latenz bei verteilten Caches. Gleichzeitig betont Meta, dass nicht jede Anwendung vom langsameren CXL-Tier profitiert; latenzempfindliche Workloads können den zusätzlichen Speicher umgehen.

Damit zeigt Vistara vor allem eines: CXL wird im Rechenzentrum als pragmatische Antwort auf Speicherpreise, Kapazitätsdruck und Hardware-Reuse konkreter. Aus altem DDR4 wird dadurch kein neuer DDR5, aber wieder nutzbarer Serverspeicher. (sb)

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