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主機微處理器或網路控制器? 10G乙太網路再掀論戰

上網時間: 2007年10月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:10G  TOE  I/OAT 

英特爾以及一群先前在晶片組領域的競爭對手們,近日相繼推出了各具競爭力的產品,使得定義10Gbps乙太網路所引發的戰火更形激烈。處於對立的雙方正掀起一場泛產業界的爭辯:網路系統的下一步應該走向主機微處理器還是網路控制器的發展路線?

目前處於兵家必爭之地的是大量伺服器上的數百萬個網路插槽。無論是誰贏得了這場競賽,不僅可主導資料中心中10G乙太網路技術的未來,而且還有助於確定即將出現的伺服器刀鋒系統的新興架構。

就在不久之前,由原晶片組公司ServerWorks的創辦者們所成立的新創公司ServerEngines,已經開始量產其BladeEngine晶片。最近,這家擁有185名員工的公司已獲得業界分析師對其產品性能、功耗、成本與特色的大力讚賞。

如同許多新興公司一樣,ServerEngines公司利用了一種名為TCP卸載引擎(TOE)的硬體加速器,在乙太網路控制器上處理大部份任務。

相反的是,英特爾公司正尋求一種I/O加速技術(I/OAT),該技術賦予其多核心處理器、晶片組和乙太網路晶片一些獨特的特性,使其能以較低成本提供某些TOE性能。昇陽(Sun Microsystems)也採用了類似的方法,不過該公司用的是自己的多核心Sparc CPU。

分析師認為,這兩種技術可能會在不同的市場取得成功。TOE可能最適合使用針對大型封包的儲存應用,而英特爾和Sun的技術則在較小封包的網路伺服器和主流應用中更勝一籌。

透過在其晶片內建構對iSCSI的深度軟、硬體支援,ServerEngines正穩固其於儲存領域的地位。iSCSI是SCSI介面的網路協議版本,廣泛用於儲存領域。此外,ServerEngines於2005年3月藉收購Adaptec公司,獲得了Gb級的iSCSI技術和一支包含45名軟體專家的研發團隊。

BladeEngine包括10Gb和1Gb的兩個乙太網路媒體存取控制器(MAC),以及用於加速連網TCP和用於iSCSI儲存的用戶數據報協議(UDP)硬體。ServerEngines公司展示了該晶片的工作情況,它能在一片OEM批發價只有500美元的板卡上,提供單向高達8Gbps的iSCSI數據傳輸能力。

“考慮到iSCSI的開銷,這款晶片太棒了!”市調公司Insight64的負責人Nathan Brookwood在看過該晶片的展示之後評論道,“我不知道還有哪一種產品能達到這樣的性能。”

過去5年來,一些新興公司持續地推行iSCSI,以期能夠改變市場上採用相對昂貴的光纖通道(Fibre Channel)網路傳送儲存資料的現狀。但是如今,這些公司多半已經銷聲匿跡或被收購了,而iSCSI的市場也未能發展起來,因為大部份iSCSI晶片價格昂貴且供貨不足。

“到目前為止,iSCSI的性能還無法與光纖通道相媲美。”Brookwood說,“如果說能有什麼可在未來改變iSCSI的發展命運,我想當屬ServerEngines這款融合高性能與低價格的晶片。”

市調公司The Linley Group資深分析師Bob Wheeler也發表對於ServerEngines晶片的看法:“該iSCSI方案的成熟度給我留下了深刻的印象。他們在硬體方面早已做好準備,並已低調地開發軟體。”

ServerEngines的這款晶片將用在伺服器的小型配接卡上,用於連接外部的10G網路。此外,該晶片還可用於刀鋒伺服器內部,以實現同一機架內的連網、群組與儲存資料傳輸,該機架具有針對伺服器處理器及硬碟儲存所用的獨立配接卡。

ServerEngines公司業務發展副總裁Kim Brown指出,透過在一個內部網路上執行所有的處理器和儲存數據,OEM廠商能節約用於支援多個機箱和多個網路的成本,如價格昂貴且功耗大的光纖通道。

“我們正就此類系統與IBM等廠商進行商談。我們認為只要有一家決定採用,其他廠商一定會緊跟其後。”Brown說。

圖說:英特爾在MAC層使用虛擬技術,以提升處理器的TOE性能。
圖說:英特爾在MAC層使用虛擬技術,以提升處理器的TOE性能。

資料中心的設備供應商們常常討論在一種類型的網路上進行多種數據傳輸,但這一概念至今還未能在市場上獲得驗證。Wheeler認為:“這種光纖匯聚的想法可望落實於刀鋒伺服器上。”

Brookwood對此表示贊同:“這種概念確實有其優點。”但他同時指出,由於終端用戶的需求,目前大多數伺服器刀鋒系統仍在每個伺服器板卡上單獨配備驅動器。“IT人士仍希望能在本地啟動每一塊板卡,因此,與其說是技術問題,不如說這是心理因素。”Brookwood表示。

英特爾認同這樣的觀點:目前佔所有PC伺服器出貨量約10%的刀鋒伺服器,勢必將成為10G乙太網路的重要使用者。因此,英特爾控制器支援用於10Gbps乙太網路背板的KX4標準。該標準可望推動此類晶片在伺服器刀鋒系統中的應用,尤其是在2009年及其後的時間。

根據英特爾預計,到2010年,高達20%的10Gb乙太網路將部署在主機板上,這主要緣於伺服器刀鋒系統中採用了KX4背板標準。然而,該公司也堅信,屆時該技術最主要的採納者仍是傳統的伺服器網卡,而其I/OAT方法則會為相應的應用帶來最好的服務。

“在某些環境下,TOE確實能帶來更好的反應。”英特爾乙太網路部門產品行銷經理Steve Schultz表示,“我們認為,任務卸載確實有其特定的市場用武之地,而我們也不排除在硬體中增加對其支援的可能性。”

同時,英特爾已經開放其I/OAT中一項關鍵技術的授權:即被稱為Quickdata的直接記憶體存取引擎。但是,英特爾並未透露是否已有公司獲得該授權。

英特爾聲稱,其控制器只需使用Xeon伺服器CPU資源的10%,就能獲得10Gbps的數據吞吐量,而其於不同應用間的延遲時間僅為8.9微秒。

英特爾計劃在今秋發佈這款晶片,並將其用在Caneland平台中。Caneland是基於其最新四核心Xeon處理器的一種新型四插槽平台。在此之前,英特爾只推出了採用其四核心處理器的兩插槽系統。

圖說:BladeEngine瞄準連網和儲存的融合為其主要目標。
圖說:BladeEngine瞄準連網和儲存的融合為其主要目標。

此外,英特爾可望於近期供應一款新的10G乙太網路元件,但該公司並未透露具體價格。英特爾最大的客戶之一惠普(HP)公司卻相信,TOE的方法表現更佳,他們採用了NetXen公司所生產、具備TCP處理能力的控制器。

“I/OAT是過去所使用過的一種方案之實例,它只是將一些處理任務從整個CPU組合的某一部份轉移到其他部份,並未完全將這些任務從CPU轉移到網路卡。”惠普公司X86伺服器產品行銷經理John Gromala解釋說,“而我們不希望TCP協議堆疊的處理工作用掉CPU的所有資源。”

同時,惠普也是遠端直接記憶體存取技術(RDMA)的堅定有力支持者。RDMA原本是針對Infiniband所開發的一種技術,後來被用於乙太網路上以協助減少網路中的傳輸延遲。NetXen和ServerEngines目前都還不支援RDMA,但這兩家公司都在為RDMA開發軟體。英特爾則不太可能支援RDMA,因為RDMA一般需要在TOE基礎上實現。

有人批評TOE的方法成本昂貴,因為它需要增加額外的硬體,而大多數OEM廠商卻推動將I/O晶片降低到普通商品價格。不過,分析師Wheeler透露,ServerEngines和Broadcom現在都已能提供不需要外部記憶體的單晶片TOE方案了。

“又一場派別爭辯開始上演了。”《EE Times》的部落格上有一篇這樣的評論,“負載(on-load)和卸載(off-load)方法其實都各有其優缺點。”

向銅纜連接轉變

對於10G乙太網路發展而言,另一個主要的推動力是在該技術從相對昂貴的光學連接轉向利用10GBase-T標準的更主流銅纜連接時。但是目前10GBase-T的實體層晶片仍很昂貴,而且功耗至少在10W以上。

第二代10GBase-T PHY預計將於今年底或明年初出現,據稱功耗將降至6W以下。目前至少已有三家公司正為達到更低的功耗和更合理的價位而競爭,包括新興公司Aquantia、Solarflare和Teranetics等公司。

“誰能搶佔先機,誰就能獲得更多的設計訂單。這就像是一場賽馬競爭一樣。”Wheeler說。

“10GBase-T的大規模部署仍然需要幾年時間。”他補充道,“也正因為這樣,刀鋒伺服器才如此地引人注意,因為它不需要昂貴且耗電的PHY晶片。”

Wheeler認為,這也正是為什麼使10G乙太網路設計投入主流應用的平台是刀鋒伺服器,而不是傳統網路介面卡的原因所在。

作者:麥利





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