交換機晶元技術知多少

2021-07-05 22:23:27 字數 1642 閱讀 2642

【it168廠商動態】華為敏捷交換機s12700近年風頭正勁,不久前還獲得了2014中國國際工業博覽會金獎。那麼問題來了:什麼是敏捷交換機?

這裡就涉及什麼是目前、或者說傳統交換機。從經典的範疇,傳統交換機就是採用了asic晶元的交換機,asic晶元主要起資料交換的作用,將進入交換機的資料流量通過asic限速**出去。並且在這其中實現:資料接收、**決策、報文儲存、報文編輯等等操作。asic有非常多的優點,它可以高速處理各種傳統的業務,如二層交換、三層路由、acl、qos以及組播處理等等。總結看來其實也沒什麼:就是快,而且**合適。

典型asic晶元交換機-華為s5700

那麼這種asic交換機的缺點是什麼?

asic晶元是固化的,一旦開發完畢就很難繼續擴充套件其他應用了,新功能的新增需要晶元研發公司花費較長開發周期。它不靈活,不能將更多的功能加入到硬體中。而當下那麼多新的應用不斷的往外冒,如果依賴傳統asic,只要有乙個新的應用出來,我們都要做一件事情:去查網路上的所有的節點,所有的裝置,所有的板卡是不是支援新的應用,如果不支援,就需要投錢去買新的裝置。這種投入是無止境的,因為應用的發展是無止境的。解決的唯一辦法就是換掉asic,換乙個靈活的、可程式設計的晶元。華為就是做了個enp(以太網路處理器)晶元,採用了enp晶元的交換機就是「敏捷交換機」。

敏捷交換機長這樣

有人要說了,可程式設計的晶元多了去了。為什麼是enp?

是的。cpu功能易擴充套件,理論上可以實現任何網路功能,但效能非常低,所以我們只用它做網路裝置的控制和管理。

fpga可以反覆程式設計、擦除、使用以及在外圍電路不動的情況下用不同軟體就可實現不同的功能,可以在一定程度上靈活地擴充套件業務處理型別。但可惜的是,fpga由於技術的限制,發展至今其處理能力還是非常有限。

np通過眾多並行運轉的微碼處理器,能夠通過微碼程式設計進行複雜的多業務擴充套件,不足是各廠家的np需要統一標準,無法進行開發經驗的複製,同時np的效能和asic相比依然還存在一些差距,所以np網路處理器被應用於高階路由器,但並不用於網路傳統功能的實現。

asic之所以廣泛應用於交換機,就是因為「快」且「便宜」,我們只是要在這兩個特點上再加乙個「靈活」。無疑,以上幾種晶元技術夠「靈活」卻不適合用在交換機上。

那麼,enp呢?

華為投入了大量的人力和物力研發enp晶元出來,可謂是芯的創新,全球首款以太網路處理器enp,在整個業界主流的網路廠商中,能夠真正擁有自己自研晶元技術的只有三家,華為便是其中之一。

asic和enp對比

enp晶元不同於np,它採用了網路處理優化的指令集,使用專用協處理硬體加速,在具備np晶元的「靈活」可程式設計特性的同時還具備了asic「快速」的特點。更重要的一點是因為華為自研技術所成產品,其成本遠遠低於np(np貴在其各項高額專利費用),可以廣泛應用於交換機中。

enp夠「靈活」。它可重新定義報文**流程,更好地處理專屬應用的資料**。通過可程式設計查詢引擎,實現業務與資源解耦,靈活定製表項查詢方式/索引規則/表項位置/表項大小等,通過軟體公升級定製新業務。

enp夠「快速」。處理資料時,首先,硬加速對業務進行預處理。比如對二層、三層、mpls、vpn業務做全處理或部分處理,降低npu核心的負載,提公升了效能。再次,硬加速支援複雜指令集,對於一些常見的計算行為進行指令整合,使得基礎運算效能提高數倍。

enp晶元架構

總而言之,業務需求催生技術,晶元決定品質。enp晶元的成功研製和商用,讓華為先一步領跑網路裝置廠商。華為敏捷交換機在當下大行其道,有其必然性。

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