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云计算推动节能以太网技术诞生

2009年09月18日 ?? 收藏0

  “移动终端正从目前50Kbps的GPRS链路连接到互联网,升级到数Mbps的3G/3.5G速度连接到互联网;任何媒体都将可以实时访问任何内容。这些新兴应用将带来海量的传输和海量的数据处理,也使得无线业务提供商的网络传输技术不断从ATM转向以太网。”博通(Broadcom)公司高级副总裁兼企业网络事业部总经理Nariman Yousefi在日前武汉举办的第十四届国际集成电路研讨会既展览会秋季展(IIC)的主题演讲中指出,“业界正在向Web 2.0时代演进,这导致了云计算时代的到来。”

  云计算将会给企业和个人都带来巨大的变化。

  云计算引发以太网架构变化

  “云计算时代,将有更多Web应用在数据中心运行、将有更多基于浏览器的用户终端、在互联网数据中心运行的企业数据和应用将日益增多。很多中小型的公司不需要设置专门的IT技术专家。”Yousefi指出。

  在云计算的推动下,以太网的架构将会变得扁平。Yousefi表示,目前有各种网络层的交换机,包括Lay2, Lay3, Lay4交换机等,这增加了网络的复杂度和成本。将来的网络架构将会变得扁平,全部基于Lay2的

交换,目前相关的国际标准正在制定这方面的规范。

  “以太网将作为统一的网络技术,最终完全取代E1、T1以及ATM等传统的TDM技术,它可以为运营商大幅降低成本曲线。并且,以太网还将在存储网络领域取代Fiber Channel技术。”Yousefi表示。特别对于中国市场,他指出,由于中国三大运营商在新的网络中都会采用新的设备,这种替代将会发生得更快。

  最后,云计算中心的交换机需要以更低的功率提供更高速、更高密度和更大的存储容量。这将导致节能型以太网技术的诞生。

  节能型以太网技术将诞生

  “现在的以太网交换机不管是在有信息还是无信息的情况下,功耗都不会改变。我们与业界同仁正在研究一种新的以太网技术——Energy Efficient Ethernet(简称EEE,节能型以太网),当没有信息传输时,以太网芯片将处于休眠状态,同时会通知相连的PC和服务器将相应的负荷降低,这样可以大大节省能量。”Yousefi表示。

  采用节能型以太网后,针对端口数很多的3级交换机,由于功耗与有效链路数的线性关系,将无效链路归为LPI,合计节省的功率引人注目;而针对端口数少的10G系统,在单条链路上节省的空载功率引人注目。具体来说,在物理层上可以减小50%的功耗。

  “EEE以太网标准正在制定中,基于EEE的芯片也正在研制中,最快明年有望推出。”他解释。

  超级以太网芯片推进宽带融合

  博通公司一直在推进以太网芯片的高度集成。目前博通公司最高集成度的芯片可以支持24个10G以太网端口、48个1G以太网端口,以及4个上行的10G以太网端口。下一代以太网芯片除将具备以上的节能以太网功能外,集成度将会变得非常高,成为真正的超级芯片。

  将来以太网芯片将集成控制处理器、网络处理器、线路接口(PHY 和 SerDes)、集成的收发器、LAN 功能(包括MAC、交换和路由)、转发和过滤查阅引擎、算法查阅引擎、存储器和存储器控制单元、安全与加密以及定时等多个功能。

  “新一代超级以太网芯片的设计挑战包括架构设计、IO/存储器设计、封装与功耗,以及半导体制程。”Yousefi指出,特别是IO/存储器设计,在云计算需求下,互联网数据中心的交换机将需要多个10Gbps的端口,同时,与背板之间的接口速率将迅速增长。“在不到10年的时间里,IO的速率从500Mb/s提升到100Gb/s,提升200倍。内存也相应地大幅提升,从500Mbit提升到500Gbit,芯片外的内存架构早已不能满足数据快速访问的需求,需要片内高速内存提供快速访问。博通公司的新一代芯片中将集成高速片内内存。”

  对于客户,他建议在设计这类超级芯片时要注意充分考虑以下一些问题:

  ?系统分区 – 异步设计“单芯片网络”

  ?信号完整性 – 芯片间的差异和时钟歪斜失真

  ?模拟/数字权衡

  ?电源问题 – 在这样的几何尺寸上,IR压降值得注意

  ?功率 – 作出功率模型并对功率加以控制

  ?DFT – 故障模式更加复杂

  ?EDA工具 – 设计和设计中遇到的难题变化很快,EDA工具无法那么快地扩展

  ?物理设计和封装

  ?验证 – 验证一个大型系统而不是一个组件

  ?软件 – 利用越充分越好,越早使用越好

  “无线与移动通信技术的发展在推进宽带融合,新一代半导体集成技术与超级芯片


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