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Smart-Silicon-Solutions

Netzwerke werden intelligenter und schneller

28. Oktober 2013, 12:19 Uhr   |  Greg Huff, Technischer Direktor bei LSI

Netzwerke werden intelligenter und schneller
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Intelligente Halbleitertechnologie ist unvermeidlich, um den Herausforderungen der Netzwerke der nächsten Generation gewachsen zu sein.

Ob Enterprise, Speicher und Mobilfunk – Architekten und Manager aller dieser Netzwerktypen haben unter dem starken Druck des enormen Datenwachstums zu kämpfen. Um trotz dieser Datenflut den Durchsatz zu beschleunigen, bleiben ihnen zwei Optionen: die traditionelle Holzhammermethode, bei der die Systeme mit mehr Vielzweckprozessoren aufgepeppt werden, oder die Nutzung von intelligenter Halbleitertechnologie, die von speziellen Hardwarebeschleunigern betrieben wird, in denen Mehrkernprozessoren integriert sind.

Das Hinzufügen von mehr und schnelleren Vielzweckprozessoren zu Routern, Switches und anderen Netzwerkgeräten kann zwar die Leistungsfähigkeit verbessern, erhöht jedoch die Systemkosten und den Stromverbrauch, ohne viel an den Latenzzeiten zu ändern – eine der Hauptursachen von Performanceproblemen in Netzwerken. Intelligente Halbleitertechnologie dagegen minimiert oder beseitigt diese Performancebremsen, indem die Latenz für bestimmte Verarbeitungsaufgaben reduziert wird. Im Jahr 2013 und auch später werden Konstrukteure zunehmend intelligente Halbleitertechnologie (Smart-Silicon) einsetzen, um deren Vorteile einer vielfach höheren Performance und größeren Effizienz in Bezug auf Kosten und Stromverbrauch zu nutzen.

Enterprise-Netzwerke

In der Vergangenheit reichte das Mooresche Gesetz aus, um mit den Rechen- und Netzwerkarbeitslasten Schritt zu halten. Hardware und Software entwickelten sich im Gleichschritt weiter: Während die Prozessorleistung zunahm, konnten eine größere Zahl anspruchsvoller Funktionen in Software hinzugefügt werden. Diese parallelen Verbesserungen ermöglichten die Entwicklung abstrakterer Software, die die Integration wesentlich komplexerer Funktionen in kürzerer Zeit und mit weniger Programmieraufwand erlaubte. Diese Abstraktionsebenen erschweren jedoch die Ausführung von komplexeren Aufgaben mit einer angemessenen Performance.

Vielzweckprozessoren sind, unabhängig von Kernzahl und Taktfrequenz, zu langsam für Funktionen wie Klassifizierung, kryptografische Sicherheit und Trafficmanagement, die eine Verarbeitung tief innerhalb eines jeden Datenpakets erfordern. Außerdem müssen diese speziellen Funktionen häufig nacheinander ausgeführt werden, was die Möglichkeit einer parallelen Verarbeitung in mehreren Kernen einschränkt. Intelligente Halbleitertechnologie dagegen eignet sich ideal für solch spezielle Verarbeitungsarten. Immer häufiger findet man daher mehrere und in mehreren Kernen integrierte intelligente Beschleunigungsengines in speziellen SoC-Kommunikationsprozessoren (System-on-Chip).

Die Anzahl verfügbarer funktionsspezifischer Beschleunigungsengines steigt ständig und schrumpfende Abmessungen ermöglichen nun die Integration von mehr Engines auf einem einzigen SoC. Es ist sogar möglich, das einzigartige geistige Eigentum (IP) eines Systemanbieters als angepasste Beschleunigungsengine innerhalb eines SoC zu integrieren. Zusammengenommen ermöglichen diese Entwicklungen, mehrere SoCs durch ein einziges SoC zu ersetzen, um schnellere, intelligentere und energieeffizientere Netzwerkarchitekturen zu erhalten.

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