Wer zuerst kommt, mahlt zuerst
Den 40-GBit/s-ATCA-Zug nicht verpassen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
40-GBit/s-Technologien sind im Kommen
Während die Nachfrage nach mehr Bandbreite steigt, stehen viele Equipment-Hersteller vor der Frage, wie sie neue Ausrüstungsgenerationen realisieren sollen, mit denen sich der zunehmende Paketverkehr bewältigen lässt. Dieser stets bestehende Bedarf, das Equipment weiterzuentwickeln, ist ein wichtiger Grund dafür, dass Unternehmen den ATCA-Standard nutzen, der eine solide, wettbewerbsfähige Basis darstellt, die sich je nach Bedarf erweitern lässt. Und in der Tat entwickeln sich derzeit Technologien, die eine beachtliche Bandbreiten-Erweiterung bei ATCA-Systemen ermöglichen werden: von 10 GBit/s auf 40 GBit/s pro Blade.
Die benötigte Weiterentwicklung der Kerntechnologie, die erforderlich ist, um dies zu ermöglichen, ist eine verbesserte Ethernet-Switching-Infrastruktur. Sie muss eine Switching-Leistung erbringen, mit der der Datentransfer zwischen einem Switch-Hub und jeder ATCA-Einsteckkarte mit 40 GBit/s (oder 4 x 10 GBit/s) erfolgen kann, und über ausreichende Verarbeitungsleistung verfügen, um einige externe Uplink-Verbindungen zu ermöglichen. Aus Gründen der Rückwärtskompatibilität sollte sie bestehende 10-GBit/s-Blades unterstützen, um die getätigten Investitionen zu schützen. Und, da die typischen Applikationen flussorientierte Paketinspektion, -processing und/oder -weiterleitung sind, wäre es höchst vorteilhaft, wenn der Switch die ankommenden Pakete im Vorfeld sortieren und sie in die passende Warteschlange einreihen könnte. Und genau mit diesem Ziel vor den Augen haben die Anbieter von Ethernet-Switch-Systemen ihre Entwicklungen vorangetrieben, wie wir später noch sehen werden.
Sobald ein Paket im System ankommt, wird es zur Weiterverarbeitung zu einem Prozessor-Board geleitet. Es liegt auf der Hand, dass auch die Processing-Leistung eines Knoten-Blades zu den treibenden Kräften gehört, wenn es um die Realisierung einer leistungsstärkeren Ethernet-Switching-Fabric geht. Ein solches Blade muss unter anderem in der Lage sein, mit einer Vielzahl von Paketen unterschiedlicher Art und Größe effizient umzugehen. Eine der Technologien, die Besagtes ermöglichen, ist das Multi-Core-Computing, das in der Prozessorevolution die Rolle übernommen hat, die früher die Steigerung der Taktraten hatte. Spezialisierte Paketverarbeitungseinheiten eignen sich bestens zur Realisierung von Applikationen, die Pakete eingehend inspizieren und entsprechend weiterleiten. Sie setzen bereits Multi-Core-Designs ein, aber bessere und leistungsfähigere Versionen werden bald erhältlich sein – einige sogar mit 64 Cores auf einem Chip. Durch den kombinierten Einsatz von Multi-Cores, ausgeklügelten separaten Sicherheitssystemen, Kompressions- und Mustererkennungs-Techniken sowie Hochgeschwindigkeits-Cache-Speicher lässt sich eine leistungsstarke Processing-Lösung realisieren und, zusammen mit integrierten Netzwerk-Interfaces, können so mehrere 10-GBit/s-I/O-Ports auf einem einzigen Chip realisiert werden.
Wenn aber mit dem Paket-Handling Komplexeres assoziiert ist, oder falls der Content-Stream irgendwie zu verarbeiten ist, erweisen sich spezialisierte Paketverarbeitungseinheiten als weniger effektiv und verlangen einen größeren Programmieraufwand. In solchen Fällen stellt oft eine Mehrzweck-CPU die bessere Lösung dar. Die Mehrzweck- oder Server-Klasse-Prozessoren der nächsten Generation, wie die Xeon-Prozessoren von Intel, verfügen über sechs oder mehr Prozessor-Cores in einem einzigen CPU-Chip. Ein gut entworfenes ATCA-Blade kann zwei solcher Multi-Core-CPU-Chips unterstützen. Die aktuellste Architektur verfügt über genug Rechenleistung, um in der Kommunikation mit anderen Netzwerk-Komponenten mehr als eine 10-GBit/s-I/O-Übertragungsrate zu ermöglichen. Da sich außerdem dieser Wert nach dem Gesetz von Moore entwickelt (es verdoppelt sich also alle zwei Jahre), ist es klar, dass das Erreichen des nächsten Levels der Ethernet-Fabric garantiert ist.
- Den 40-GBit/s-ATCA-Zug nicht verpassen
- 40-GBit/s-Technologien sind im Kommen
- ATCA passt sich an
- Die drei Schritte zum 40-GBit/s-Ziel
- Schritt 2: Man rüste die Switching-Infrastruktur auf, um bereit zu sein
- Den 40-GBit/s-Zug nicht verpassen
