浅析数据中心交换机芯片的演进之路

为了满足市场不断变化的新需求，许多数据中心交换芯片供应商对自家产品进行了改进，大大增强了产品组合，下面盘点了一些显著的产品升级：

思科Cloud Scale ASIC

思科更新了其Cloud Scale ASIC，使用了7纳米制造工艺，支持高达25.6T的吞吐量。思科表示，ASIC是使用多芯片技术构建的，以将switch logic与SerDes解耦，从而允许每个部分独立发展。并且，这款最新的芯片支持遥测，与以前的版本相比，可以更精细地了解数据包和流量，有更大的第3层路由表和更大的缓冲区，可以通过IPv6数据平面（SRv6）进行分段路由。新芯片将用于其最新的Nexus 16x400GE线卡，以及两个Nexus 32/64端口400GE ToR交换机。

Innovium TERALYNX 8

Innovium也在今年推出了TERALYNX 8以太网交换机芯片系列，最大容量25.6T（256×112G），容量比肩博通在2019年12月发布的Tomahawk4芯片。它使客户能够为100G至800G配置构建高度紧凑，最高端口密度的单芯片交换机，包括1RU，32 x 800G交换机。Innovium表示，该芯片是可编程的，并且可以与开源网络操作系统（例如SONiC）兼容。另外，该芯片还支持Innovium遥测和硬件分析软件FLASHLIGHT v3。

英伟达 Spectrum-3 SN4000

英伟达在今年四月下旬成功收购Mellanox后，开始发售Spectrum-3 SN4000以太网交换机。SN4000带有内置的WJH™遥测和高级网络虚拟化功能，并支持多种网络操作系统，包括Mellanox Onyx、Cumulus Linux、SONiC和DENT。SN4000系列交换机包括：

• SN4700——1RU 32x400GE交换机
• SN4600——2RU 64x200GE交换机
• SN4600C——2RU 64x100GE交换机
• SN4800——4RU机箱，可容纳16x100GE，4x400GE和8x200GE线卡

英伟达表示，所有的SN4000型号均使用其Spectrum-3可编程ASIC，并有三种类型操作系统可供选择：预装有Mellanox Onyx OS、预装有Cumulus Linux OS，以及开放网络安装环境。

Mellanox SN4000系列

英特尔一体封装光学以太网交换机

今年3月，英特尔宣布了其一体封装的解决方案，该解决方案将其1.6 Tbps的硅光引擎与12.8 Tbps的可编程Tofino以太网交换机ASIC进行集成。该一体封装解决方案整合了英特尔及其Barefoot Networks 部门的基础技术构造模块，以用作以太网交换机上的集成光学器件。英特尔表示，一体封装光学展示是采用硅光实现光学I/O的第一步，而在25Tbps及更高速率的交换机上，一体封装光学器件的功耗、密度更具优势，最终将成为未来网络带宽扩展十分必要的支持性技术。

不断扩大的市场

据Omdia数据显示，从2019年到2024年，数据平面转发交换芯片预计将以8％的五年复合平均增长率（CAGR）增长。商用芯片将以7％的复合年增长率增长，而可编程芯片将以26％的复合年增长率增长。

在2019年，DC交换机转发商用芯片是出货量最大的芯片类型，占所有交换芯片单元的53％，其次，专用芯片占据37％的份额，可编程芯片占据10％的市场份额。Omdia预测，到2024年，DC交换机转发商用芯片将占据所有芯片单元的52％，专用芯片将达到25％，可编程芯片将达到23％。

博通是无可争议的商用芯片产品领导者，2019年年底，它发布的Tomahawk 4 ASIC成为了行业一时的焦点，该ASIC由ARM处理器构建，在单个设备中实现了25.6 Tb/s的吞吐量。Tomahawk 4 ASIC支持具有64个400GbE交换和路由端口的下一代高吞吐量、低延迟超大规模网络。

专用芯片主要由DC交换机供应商（如Cisco和Juniper）提供，这些供应商具有研发资源，可以在内部开发自己的芯片。

可编程芯片由商业和专有芯片供应商提供，包括Innovium、Intel（Barefoot Networks）和NVIDIA（Mellanox）。尽管可编程芯片是三种数据中心交换机芯片中最新的一种，目前的采用率也最低，但它的增长潜力最大，从2019年到2024年的五年复合年增长率为26％。

原文链接：

https://www.datacenterknowledge.com/networks/data-center-switch-silicon-evolves

责任编辑：环球塔莎