主機(jī)微處理器還是網(wǎng)絡(luò)控制器？10Gbps以太網(wǎng)上演又一場(chǎng)派別爭(zhēng)論

英特爾與一群其早先的芯片組競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手近日相繼推出各具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，從而再次激化了由定義10Gbps以太網(wǎng)所引發(fā)的“戰(zhàn)爭(zhēng)”。處在對(duì)立角度的雙方正在掀起一場(chǎng)廣泛的行業(yè)討論：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的下一步應(yīng)該走主機(jī)微處理器還是網(wǎng)絡(luò)控制器的路線？

目前處于危險(xiǎn)境地的，是大量服務(wù)器上的數(shù)百萬(wàn)個(gè)網(wǎng)絡(luò)插槽。無(wú)論誰(shuí)贏得競(jìng)爭(zhēng)，其不僅會(huì)引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心10G以太網(wǎng)技術(shù)的未來(lái)，而且還將幫助確定即將出現(xiàn)的一類(lèi)新型服務(wù)器刀片系統(tǒng)的架構(gòu)。

就在前不久，由早先芯片組公司ServerWorks的組建者們成立的新創(chuàng)公司ServerEngines，開(kāi)始量產(chǎn)其BladeEngine芯片。現(xiàn)在，這家包括185名員工在內(nèi)的公司，正在接受分析家對(duì)其產(chǎn)品性能、功耗、成本以及功能的贊賞。

與許多初創(chuàng)公司類(lèi)似，ServerEngines利用一種名為T(mén)CP卸載引擎(TOE)的硬件加速器，在以太網(wǎng)控制器上處理大部分任務(wù)。

與之相反，英特爾公司則尋求一種I/O加速技術(shù)(I/OAT)，該技術(shù)賦予其多核處理器、芯片組和以太網(wǎng)芯片一些獨(dú)特的特性，使其能以較低成本提供某些TOE性能。Sun Microsystems采用了類(lèi)似的方法，不過(guò)該公司使用了自己的多核Sparc CPU。

分析家認(rèn)為，這兩種技術(shù)可能會(huì)在不同的市場(chǎng)取得成功。TOE可能最適合使用相對(duì)大型封包的存儲(chǔ)應(yīng)用，而英特爾和Sun的技術(shù)則在使用較小封包的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和主流應(yīng)用中更勝一籌。

通過(guò)在其芯片內(nèi)建立對(duì)iSCSI的深度軟、硬件支持，ServerEngines正在穩(wěn)固其存儲(chǔ)領(lǐng)域的地位。iSCSI是SCSI接口的互連網(wǎng)協(xié)議版本，廣泛用于存儲(chǔ)領(lǐng)域。通過(guò)結(jié)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，ServerEngines于2005年3月從Adaptec那里獲得了Gb級(jí)iSCSI技術(shù)和包括一個(gè)45人軟件小組的多名專家。

BladeEngine內(nèi)包含10Gb和1Gb的兩個(gè)以太網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制器(MAC)，以及用于加速聯(lián)網(wǎng)TCP和面向iSCSI存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)的硬件。ServerEngines公司演示了該芯片的工作情況，它能在一塊OEM批發(fā)價(jià)只有500美元的卡上，提供單向高達(dá)8Gbps的iSCSI數(shù)據(jù)傳輸能力。

“考慮到iSCSI的開(kāi)銷(xiāo)，這款芯片非常棒?！笔袌?chǎng)觀察公司Insight64的負(fù)責(zé)人Nathan Brookwood在看過(guò)該芯片的演示之后評(píng)論道，“我不知道還有哪種產(chǎn)品能達(dá)到這樣的性能。”

過(guò)去5年中，一些初創(chuàng)公司在持續(xù)不斷地推行iSCSI，期望能夠改變市場(chǎng)采用相對(duì)昂貴的光纖通道(Fibre Channel)網(wǎng)絡(luò)傳送存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀。但是如今，這些公司大多已銷(xiāo)聲匿跡或被收購(gòu)，而iSCSI的市場(chǎng)也沒(méi)有發(fā)展起來(lái)，因?yàn)榇蟛糠謎SCSI芯片價(jià)格昂貴且供貨不足。

“到目前為止，iSCSI的性能還無(wú)法與光纖通道相媲美?！盉rookwood說(shuō)，“如果說(shuō)什么能夠在未來(lái)改變iSCSI的命運(yùn)，我想當(dāng)屬ServerEngines這款融合高性能與低價(jià)格的芯片。”

市場(chǎng)調(diào)研公司The Linley Group資深分析師Bob Wheeler也發(fā)表了對(duì)ServerEngines芯片的看法：“其方案的成熟性給我留下了深刻印象。他們?cè)谟布矫嬖缫炎龊脺?zhǔn)備，并已經(jīng)在低調(diào)地開(kāi)發(fā)軟件?！?

ServerEngines的這款芯片將用在服務(wù)器的小型適配卡上，作為一種通向外部10G網(wǎng)點(diǎn)的連接。此外，該芯片還可用在刀片服務(wù)器內(nèi)部，來(lái)實(shí)現(xiàn)同一機(jī)架內(nèi)的聯(lián)網(wǎng)、集群以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸，該機(jī)架針對(duì)服務(wù)器處理器及硬盤(pán)存儲(chǔ)具有單獨(dú)的適配卡。

ServerEngines公司業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Kim Brown指出，通過(guò)在一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行所有處理器和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，OEM廠商能節(jié)約用于支持多個(gè)機(jī)箱和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的成本，例如不但價(jià)格昂貴而且功耗很大的光纖通道。

“我們正就此類(lèi)系統(tǒng)與IBM等廠商進(jìn)行商談。我們認(rèn)為只要有一家決定采用，其他廠家一定會(huì)緊跟其后?！盉rown說(shuō)。

數(shù)據(jù)中心的設(shè)備供應(yīng)商們常常討論在一種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多種數(shù)據(jù)傳輸，但這一概念至今還未在市場(chǎng)上獲得檢驗(yàn)。Wheeler認(rèn)為：“這種光纖匯聚想法在刀片服務(wù)器上非常有希望。”

Brookwood對(duì)此表示贊同：“這種概念確實(shí)有其優(yōu)點(diǎn)。”但他同時(shí)指出，目前大多數(shù)服務(wù)器刀片系統(tǒng)仍在每個(gè)服務(wù)器卡上單獨(dú)配備驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)榻K端用戶有這樣的要求?！癐T人士仍希望能在本地啟動(dòng)每一塊服務(wù)卡，這與其說(shuō)是個(gè)技術(shù)問(wèn)題，不如說(shuō)是個(gè)心理問(wèn)題?！盉rookwood表示。

英特爾認(rèn)同這樣的觀點(diǎn)：目前占所有PC服務(wù)器出貨量約10%的刀片服務(wù)器，將成為10G以太網(wǎng)重要的使用者。因此，英特爾控制器支持用于10Gbps以太網(wǎng)背板的KX4標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)有望推動(dòng)此類(lèi)芯片在服務(wù)器刀片系統(tǒng)中的應(yīng)用，尤其是在2009年及以后的時(shí)間里。

據(jù)英特爾預(yù)計(jì)，到2010年，多達(dá)20%的10Gb以太網(wǎng)將部署在主板上，這主要源于服務(wù)器刀片系統(tǒng)中采用了KX4背板標(biāo)準(zhǔn)。但他們同時(shí)也堅(jiān)信，屆時(shí)該技術(shù)最主要的采納者仍是傳統(tǒng)的服務(wù)器網(wǎng)卡，而其I/OAT方法則會(huì)為相應(yīng)的應(yīng)用帶來(lái)最好的服務(wù)。

“在某些環(huán)境下，TOE確實(shí)能帶來(lái)更好響應(yīng)。”英特爾以太網(wǎng)部門(mén)產(chǎn)品行銷(xiāo)經(jīng)理Steve Schultz表示，“我們認(rèn)為，在這個(gè)市場(chǎng)中，任務(wù)卸載確實(shí)有其特定的用武之地，而且我們不排除在硬件中對(duì)其支持的可能性。”

同時(shí)，英特爾已經(jīng)開(kāi)始接受對(duì)I/OAT中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的授權(quán)申請(qǐng)，即被稱為Quickdata的直接內(nèi)存訪問(wèn)引擎。但是，英特爾并沒(méi)有透露是否已有公司獲得了授權(quán)。

英特爾聲稱，其控制器只需使用Xeon服務(wù)器CPU資源的10%就能獲得10Gbps的數(shù)據(jù)吞吐能力，在不同應(yīng)用間的延遲時(shí)間僅為8.9微秒。

英特爾計(jì)劃在秋季發(fā)布這款芯片，并將其用在Caneland平臺(tái)中。Caneland是基于其最新的四核Xeon處理器的一種新型四插槽平臺(tái)。在此之前，英特爾只推出了采用其四核處理器的兩插槽系統(tǒng)。

此外，英特爾有望于近期供應(yīng)一款新的10G以太網(wǎng)器件，但并未透露具體價(jià)格。在EE Times的博客上，有一篇匿名的評(píng)論提到IBM正在采用英特爾的方法。但至本文截稿時(shí)止，IBM始終未對(duì)我們提出的訪問(wèn)要求做出回應(yīng)。 [!--empirenews.page--]

英特爾最大的客戶之一惠普公司卻相信，TOE方法表現(xiàn)更佳，他們采用了NetXen公司生產(chǎn)的具備TCP處理能力的控制器。

“I/OAT是過(guò)去使用過(guò)的一種方案的實(shí)例，它只是將一些處理任務(wù)從整個(gè)CPU聯(lián)合體的某一部分轉(zhuǎn)移到其他部分，并沒(méi)有完全將這些任務(wù)從CPU轉(zhuǎn)移到(網(wǎng))卡?！被萜展綳86服務(wù)器產(chǎn)品行銷(xiāo)經(jīng)理John Gromala解釋說(shuō)，“而我們不希望TCP協(xié)議棧的處理工作用掉CPU的所有資源。”

同時(shí)，惠普也是遠(yuǎn)程直接存儲(chǔ)訪問(wèn)技術(shù)(RDMA)的堅(jiān)定支持者。RDMA原本是針對(duì)Infiniband開(kāi)發(fā)的一種技術(shù)，后來(lái)被用于以太網(wǎng)上以幫助減少網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延遲。NetXen和ServerEngines目前都還不支持RDMA，但這兩家公司都在為RDMA開(kāi)發(fā)軟件。英特爾則不太可能支持RDMA，因?yàn)镽DMA一般需要在TOE基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。

有人指責(zé)TOE方法成本昂貴，因?yàn)樗枰黾宇~外的硬件，而大多數(shù)OEM廠商卻推動(dòng)將I/O芯片降低到普通商品價(jià)格。不過(guò)，分析師Wheeler透露，ServerEngines和Broadcom現(xiàn)在都已能提供不需要外部存儲(chǔ)器的單芯片TOE方案。

“又一場(chǎng)派別爭(zhēng)辯開(kāi)始上演了?！盓E Times博客上有人這樣評(píng)價(jià)道，“載荷(on-load)和卸載(off-load)方法其實(shí)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)?！?

向銅連接轉(zhuǎn)變

對(duì)10G以太網(wǎng)發(fā)展而言，另一個(gè)主要的推動(dòng)將發(fā)生在該技術(shù)從相對(duì)昂貴的光連接，轉(zhuǎn)向更主流的利用10GBase-T標(biāo)準(zhǔn)的銅連接時(shí)。但目前10GBase-T的PHY芯片還很貴，而且功耗至少在10W以上。

第二代10GBase-T PHY預(yù)計(jì)將于今年底或明年初出現(xiàn)，據(jù)稱功耗將降至6W以下。目前至少有三家公司正在為達(dá)到更低的功耗和更合理的價(jià)位而競(jìng)爭(zhēng)，包括初創(chuàng)公司Aquantia、Solarflare和Teranetics。

“誰(shuí)能搶得先機(jī)，誰(shuí)就能獲得更多的設(shè)計(jì)中標(biāo)。這就像一場(chǎng)賽馬比賽?！盬heeler說(shuō)。

“10GBase-T的大規(guī)模部署仍然還需要幾年時(shí)間。”他補(bǔ)充道，“也正因這樣，刀片服務(wù)器才如此引人注意，因?yàn)樗恍枰嘿F且耗電的PHY芯片?！?

Wheeler認(rèn)為，這也正是把10G以太網(wǎng)設(shè)計(jì)推向主流應(yīng)用的平臺(tái)是刀片服務(wù)器，而不是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口卡的原因所在。