來源：內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察（ID：icbank）編譯自「thenextplatform」，謝謝。
全球的數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在對帶寬存在著不懈的渴望，他們同時(shí)還對扁平化網(wǎng)絡(luò)有更高的需求，因?yàn)檫@減少了為現(xiàn)代應(yīng)用提供支持的互連服務(wù)器和存儲的延遲和成本。在過去的十年中，公司在加快以太網(wǎng)帶寬增加的速度以及使用摩爾定律和巧妙的設(shè)計(jì)來提高設(shè)備的交換密度方面的競爭一直很激烈。
但邁入2020年，在新的十年開始之初，沒有跡象表明這一步伐正在減弱。由三位前博通公司的工程高管共同創(chuàng)立的Innovium公司正在與交換機(jī)ASIC的領(lǐng)導(dǎo)者博通進(jìn)行激烈的競爭。據(jù)報(bào)道Innovium做了一個(gè)設(shè)計(jì)，可以提供與博通競爭的最大密度和功耗，他們同時(shí)為其方案增加了一些可編程性?！?/p>
在博通于2019年底推出了其“ Tomahawk 4” StrataXGS芯片家族之后，Innovium日前緊隨其后推出了Teralynx 8芯片。Tomahawk 4芯片具有以25 GHz頻率運(yùn)行的512 SerDes，并采用了PAM-4編碼。其中每個(gè)通道提供四個(gè)信號，每個(gè)信號提供兩個(gè)比特，每個(gè)通道總計(jì)50 Gb / sec，在整個(gè)Tomahawk 4上總計(jì)為25.6 Tb / sec。
該芯片是單片芯片，幾乎超出了臺灣半導(dǎo)體制造公司7納米工藝的標(biāo)線限制。Innovium正在以不同的方式驅(qū)動其交換ASIC設(shè)計(jì)，他們轉(zhuǎn)向具有50 GHz固有速度的SerDes（去除編碼和糾錯開銷后），然后添加PAM-4數(shù)據(jù)編碼以使通道的有效數(shù)據(jù)速率加倍，然后僅需要256個(gè)SerDes即可在Teralynx 8上實(shí)現(xiàn)相同的聚合25.6 Tb / sec交換帶寬，這就是他們即將推出的芯片。
與2018年4月推出的Teralynx 7和2019年9月于圣何塞舉行的The Next I / O Platform事件上推出的Teralynx 5一樣，Teralynx 8 都是單片設(shè)計(jì)，像Broadcom一樣，Innovium也將推遲向小芯片轉(zhuǎn)移架構(gòu)，將多個(gè)芯片粘合在一起以創(chuàng)建其交換機(jī)ASIC，直到最后一刻。Innovium的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Rajiv Khemani告訴The Next Platform。
據(jù)了解，Innovium的前一代數(shù)據(jù)中心器件產(chǎn)品Teralynx 7芯片正在迅速發(fā)展。而Teralynx 5現(xiàn)在正在送樣（A0步進(jìn)不?。?，并已準(zhǔn)備好作為專用于機(jī)架式交換機(jī)和邊緣數(shù)據(jù)中心的ASIC進(jìn)行自己的升級。但對此，Khemani說得含糊不清，他不想不想透露端口或交換ASIC的數(shù)量，他含糊地說，每季度從Innovium運(yùn)送的PAM4 SerDes通道超過200萬，并且這個(gè)數(shù)字還在增加。
Teralynx 7芯片已由包括Cisco Systems在內(nèi)的許多OEM和ODM進(jìn)行轉(zhuǎn)售，后者已將其內(nèi)置在Nexus 3400-S交換機(jī)中。Khemani表示，全球“前五十名”的hyperscalers,，云構(gòu)建者和服務(wù)提供商中，有十多個(gè)在其交換機(jī)中使用Teralynx 7 ASIC，此外，排名前五的hyperscalers和云構(gòu)建者中有兩家正在使用Teralynx 7 ASIC。思科的NX-OS運(yùn)行在該芯片上，微軟的SONiC交換機(jī)操作系統(tǒng)也運(yùn)行在該芯片上，hyperscalers的許多本地網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)也運(yùn)行在該芯片上。對于兩年前剛剛揭曉的新貴來說，這個(gè)表現(xiàn)并不差。
到目前為止，Innovium已通過五輪融資籌集了2.5億美元，其中包括來自Walden Riverwood，Greylock Partners和Qualcomm Ventures的資金。Redline Capital，Capricorn Investment Group，Paxion Capital和DFJ Growth。
現(xiàn)在公司大約剩下1億美元，而開發(fā)三芯片過程中，每一個(gè)芯片只花5,000萬美元的成本，這在半導(dǎo)體產(chǎn)品方案中的成本非常低。該公司最近在俄勒岡州波特蘭開設(shè)了研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，并增加了其在印度班加羅爾和加利福尼亞圣何塞的設(shè)施。它還在中國和臺灣地區(qū)設(shè)有銷售和支持團(tuán)隊(duì)，目前擁有180多名員工。
Teralynx 8芯片的運(yùn)行速度為112 Gb /秒，實(shí)際SerDes運(yùn)行速度為100 Gb /秒，功率為450瓦，是一款非常熱的芯片，它將提供大量的端口密度和基數(shù)或原始帶寬，具體取決于交換機(jī)制造商將帶寬切分并切成小方塊。
“我們終于到了SerDes趕上光學(xué)技術(shù)的年代了，” Khemani解釋說。“正如您在過去的一年中看到的一樣，光學(xué)已發(fā)展到100 Gb /秒的lambda，然而這花了幾年時(shí)間。但是Serdes已經(jīng)趕上了光學(xué)。從整體系統(tǒng)和部署的角度來看，這顯然是件好事?！?/p>
Khemani表示，來自Broadcom，Innovium，Mellanox等公司的3.2 Tb / sec ASIC大約在2014年左右上市，他們在性能，價(jià)格/性能和端口密度方面占據(jù)了市場的最佳位置。但是，將Serdes數(shù)量增加一倍并保持25 Gb / sec SerDes不變的做法并未得到廣泛采用，并且當(dāng)該行業(yè)提高到50 Gb / sec SerDes并交付了12.8 Tb / sec ASIC時(shí)，這些被更廣泛地采用。Innovium希望這種模式能夠重演，特別是因?yàn)锽roadcom的Tomahawk 4卡住了50 Gb /s的SerDes，并將它們加倍達(dá)到25.6 Tb /秒，而Innovium已經(jīng)將dup升至100 Gb / sec的SerDes來進(jìn)行25.6 Tb /秒的切換ASIC。之所以這樣做的真正原因是，在市場準(zhǔn)備轉(zhuǎn)向更快的同時(shí)，把成本價(jià)格降到足夠低。
他說：“如果要構(gòu)建下一代數(shù)據(jù)中心，則可以選擇?！?“您堅(jiān)持使用50 Gb /秒SerDes還是堅(jiān)持使用100 Gb /秒SerDes？如果您現(xiàn)在要進(jìn)行新設(shè)計(jì)并做出新的基礎(chǔ)架構(gòu)決定，則應(yīng)該押注并與100 Gb / sec光纖配對。我們相信，隨著我們的前進(jìn)，它將成為主流部署。”
FEEDS 和SPEEDS
我們可以告訴您的是，Teralynx 8是針對leaf，spine和數(shù)據(jù)中心互連（DCI）的交換機(jī)，它將在今年下半年進(jìn)行送樣。以下是設(shè)備的基本參數(shù)和表現(xiàn)：
Teralynx 8與先前的Teralynx 5和Teralynx 7芯片完全軟件兼容，但與任一芯片都不引腳兼容。它具有FCBGA封裝，而不是CPU和GPU有時(shí)使用的LGA插槽，而其他開關(guān)芯片制造商正在采用這種LGA插槽。
Teralynx 8的三種不同的SKU提供8 Tb / sec，12.8 Tb / sec和25.6 Tb / sec的總帶寬，并且它們彼此引腳兼容。速度較快的兩個(gè)芯片具有170 MB的片上緩沖容量，而速度最慢的芯片只有114 MB。無論哪種方式，這都是一個(gè)很大的緩存區(qū)，并且在具有一定程度擁塞但仍然不希望丟棄數(shù)據(jù)包的hyperscaler 云構(gòu)建器網(wǎng)絡(luò)上尤其需要，至少在所有時(shí)間都如此。
“緩沖區(qū)的大小很重要，” Khemani說?！八鼫p少了數(shù)據(jù)包丟棄，它使您能夠處理許多并發(fā)流，并從根本上提供了質(zhì)量更高的網(wǎng)絡(luò)。深層緩沖區(qū)通常在交換機(jī)面向WAN時(shí)使用，通常用于數(shù)據(jù)中心互連，它們更喜歡使用相同的芯片來扮演所有這些角色，尤其是當(dāng)它們具有如此大的緩沖區(qū)時(shí)?！?/p>
這就是Innovium如何與Broadcom Tomahawk 4對抗的方式，盡管它沒有提及其競爭對手的芯片名稱：
Teralynx 8的功耗為450瓦，比Teralynx 7的300瓦高50％，這顯然比Tomahawk 4 的519瓦要小得多。至于延遲，Khemani說，典型的端口到端口跳數(shù)大約為500納秒，但是對于典型的客戶來說，在實(shí)際工作負(fù)載下，它更像是1毫秒，重要的是，這個(gè)數(shù)字比Tomahawk 4低得多。片上緩沖區(qū)也比Tomahawk 4 中的128 MB大33％，正如我們所指出的那樣，這對于癡迷于服務(wù)質(zhì)量的hyperscalers和云構(gòu)建者來說是至關(guān)重要的。
盡管帶寬很大，但扁平化網(wǎng)絡(luò)有時(shí)更為重要，與Innovium的Teralynx 8相比于其Teralynx的前者相比，其網(wǎng)絡(luò)崩潰的比例與Broadcom的Tomahawk 4與其Tomahawk 3的前者相同：
如果要使用上一代12.8 Tb / sec設(shè)備使用256個(gè)非阻塞連接端口，則需要六個(gè)芯片來完成這項(xiàng)工作。新的25.6 Tb / sec端口可以在單個(gè)芯片上完成。即使該芯片的價(jià)格是2.5到3倍，也可以節(jié)省大量的交換機(jī)安裝費(fèi)用，并且可以大大減少延遲，因?yàn)檫B接連接所需的跳數(shù)更少。
當(dāng)然，公司可以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，盡管似乎沒有人愿意建立一個(gè)擁有超過100,000個(gè)服務(wù)器和存儲服務(wù)器的數(shù)據(jù)中心，并且作為單個(gè)實(shí)體來完成實(shí)際工作的最大的實(shí)際集群往往處于訂購狀態(tài)。50,000臺機(jī)器。使用帶寬來增加交換機(jī)的基數(shù)和扁平化網(wǎng)絡(luò)似乎有更多的需求，
當(dāng)然，有些實(shí)現(xiàn)將推出200 Gb / sec，400 Gb / sec甚至800 Gb / sec端口。Innovium可以通過Teralynx 8支持這些功能：
考慮一個(gè)帶有32個(gè)端口的1U交換機(jī)在相對實(shí)惠的封裝中隨著時(shí)間的流逝有多快，這很有趣。早在2012年，速度為40 Gb /秒，到2015年躍升至100 Gb /秒。當(dāng)Innovium在2018年投入市場時(shí)，其交換合作伙伴可以在塞滿1U尺寸的32個(gè)端口上以400 Gb /秒的速度運(yùn)行。到明年年初左右Teralynx 8產(chǎn)品上市時(shí)，它將達(dá)到800 Gb / sec端口。所實(shí)現(xiàn)的Teralynx體系結(jié)構(gòu)可以再次加倍至51.2 Tb /秒（我們的猜測是使用5納米工藝將SerDes數(shù)量加倍），并將每個(gè)端口的速率提高到1.6 Tb /秒。
我們生活在未來。
Innovium現(xiàn)在正在接受Teralynx 8評估系統(tǒng)和芯片樣品的訂單，并有望在2020年下半年交付樣品。用于Teralynx 8的硬件設(shè)計(jì)材料和軟件設(shè)計(jì)套件將很快面市。
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