背板互连技术的竞争正在日趋白热化。
下一代服务器与通信系统都需要在背板上连接多块处理卡,针对与此,芯片厂商竞相推出各式以太网、Infiniband、PCI Express和RapidIO芯片。系统制造商们认为,虽然从长期来看以太网会胜出,但Infiniband和RapidIO也有很多机会——至少短期来看是这样。不过业界普遍认为竞争才刚刚开始,任何事情都会发生。
IDT公司近日推出一款专用于背板连接的2.5GHz Express芯片组。该芯片组上市后,将超越PLX科技公司、Pericom半导体公司以及NEC电子公司的现有产品。
为了在原始带宽竞争中保持领先地位,Mellanox Technologies公司将在今年晚些时候发布Infiniband芯片的四倍数据速率版本。他们计划利用4个每通道10Gbps的链路,建立40Gbps的互连。
推出此款芯片的目的,就是在越来多使用背板的系统中牟取设计定单。这样的系统借助采用开放标准和第三方适配卡来降低成本,同时还可提升易用性和灵活性。
也有不少芯片制造商正在默默开发一种名为KR的新型串行10Gb以太网规范。作为背板以太网IEEE802.3ap标准的一部分,该规范的制定已经到了收尾阶段,不过相关芯片可能要到明年才能交付。
“最大的架构变化是转向虚拟化和共享I/O。”PLX科技公司首席技术官Jack Regula表示。
以太网、Infiniband和PCI Express,哪个才是更好的背板技术？这个问题是目前讨论的重点。惠普公司X86服务器部门的互连专家Mike Krause预测,从长远角度看,最后谁是赢家取决于哪种技术最终被集成在主流多核处理器中,而这有可能发生在2012年以前。
“这是涉及到数十亿美元的问题:处理器会采用Express、KR还是其它技术？什么时候采用？”Krause指出,“不管是AMD还是英特尔都没有透露相关计划,但马上他们就会进入上量生产。”
Sun微系统公司已经在它的Niagara处理器中集成了Gb和10Gb以太网技术。“另外,IBM已经暗示会在Power7处理器中集成I/O。”Krause透露。
使用互连可以加强公司提供硬件虚拟化的能力,因为CPU不再需要为处理I/O请求而连接外部芯片,这样就减少了延时。不过,以太网是更好的集成方案,因为它的最新技术版本KR可以提供每通道10Gbps的速度。而Express需要5个以上通道才能达到同样的吞吐量,而且还要增加芯片引脚数量。
当然,KR自身也存在缺点,它并不是一个完美的规范,Krause承认。但到2010年,设计和工艺的改进会使它更适合低功率和纯信令环境下的CPU集成。“我们认为,10G以太网将在2010年后代替Gb以太网。”Krause表示。
通信工程师们同意这个观点。例如,最近合并的阿尔卡特-朗讯公司,就正在把自己众多的系统整合起来形成几个中央平台,从而降低成本并加速上市时间。“这些平台试图满足大范围应用要求,而且通常会遵从背板和高级电信计算架构(ATCA)中的以太网信令。这些代表了我们需求的80%-90%。”阿尔卡特-朗讯公司技术咨询师、贝尔实验室院士Charles Byers指出。
“事实上,我相信已经非常强大的以太网技术会胜出。”Continuous Computing公司首席技术官Mike Coward表示。该公司主要为终端用户和阿尔卡特-朗讯公司这样的OEM商生产板卡和系统。“Infiniband、Express和RapidIO都是很好的技术,在线卡中大有前途,但背板领域将被以太网控制。”Continuous公司已经表示支持KR,尽管到目前为止他们在KR芯片方面除了书面计划外还没有看到任何实质东西。“当KR芯片商用时,我们肯定会采用。”Coward指出。
Infiniband在背板竞争中发展得很快,已经出现24端口、每端口20Gbps的芯片。事实上,Mellanox公司在2003年底就推出了Infiniband芯片,目前该公司是也是唯一提供商用化Infiniband芯片的公司,并计划于今年推出支持40Gbps Infiniband和KR的芯片。
在刀片服务器方面,Infiniband已经获得了戴尔、惠普、IBM以及Sun等公司的青睐。但在通信领域,它还没有那么成功。板卡制造商Diversified Technology公司目前交付了一块用于Infiniband系统的Xeon板卡。一家亚洲OEM商将在今年晚些时候交付基于Infiniband的ATCA系统,Mellanox公司产品行销副总裁Thad Omura透露。
对一些通信供应商来说,Infiniband的主要缺点都与商业有关。由于Mellanox是Infiniband交换芯片的唯一提供商,因此创新水平、价格竞争力以及技术可信度都要低于其它互连技术。
比较而言,一些公司开始在背板中采用RapidIO技术。RapidIO不仅被用于像X86这样的控制平台处理器,而且还可被用于处理数据平台功能的DSP和网络处理器中。
“如果没有在QoS和10Gb TCP/IP终端等方面付出成本或研发力量,以太网在许多应用中也会被拒之门外。在这些应用中,人们很喜欢RapidIO。”阿尔卡特-朗讯公司杰出工程师Dave Wickliff表示。
另外,RapidIO贸易集团即将发布2.0规范,支持背板所要求的QoS和流控制特性。而且,该规范将RapidIO的物理数据速率从3.125GHz提高到了6.25GHz。
那也就是说,“Infiniband实际上有着光明的前途,特别是在今后1-3年内,因为它有最佳的性价比。”惠普公司的Krause指出,“但是如果以太网技术在2010或2012年进入处理器,那么无疑宣判了Infiniband的终结。”
发展较慢的Express
同时,也有少量小型芯片制造商支持在背板中使用Express,Sun在2006年发布的服务器刀片中就使用了Express。然而由于其设计缺陷,许多人认为该技术在背板中被大量使用的可能性最小。比如,Express缺少存储器保护能力、与以太网和Infiniband相比信息拥塞管理功能也较弱。而且它传统的PC架构也使通信工程师大为恼火。
“我宁愿在背板中选用以太网,而不会选用Express,因为以太网有更好的耐久性。”Krause表示。
尽管如此,IDT近日发布的芯片组的目标就是要将Express用于计算机和通信系统的背板上。IDT透露,他们正在与大量OEM商合作,其中包括一家亚洲公司,后者将成为首个发布采用Express ATCA系统的公司。“我们一直在与服务器、存储器和通信领域中、计划在自己的系统互连中采用Express的众多客户合作。”IDT公司某部门行销经理Matt Jones透露。
作者:麦利
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