Компания Innovium, основанная выходцами из Intel и Broadcom, анонсировала новый чип для сетевого оборудования — изделие под названием Teralynx 5.

Решение предназначено для создания высокоскоростных коммутаторов. Чип обеспечивает пропускную способность от 1,2 Тбит/с до 6,4 Тбит/с.

Изделие подходит для построения 128-портовых коммутаторов. Говорится о поддержке режимов от 10G до 400G: иными словами могут обслуживаться порты Ethernet со скоростью передачи данных от 10 Гбит/с до 400 Гбит/с.

Компания Innovium подчёркивает, что платформа Teralynx 5 способна обеспечить одни из лучших на рынке показателей производительности в расчёте на ватт затрачиваемой энергии и производительности в расчёте на доллар. 

При этом  Teralynx 5 сохранил ключевые особенности своего старшего собрата  Teralynx 7 (до 12,8 Тбит/с): большой объём буфера, унифицированная архитектура, низкий уровень задержек, расширенные возможности аналитиики/телеметрии. 

Разработчик также отмечает, что уже имеющиеся для  Teralynx 7 сетевые ОС — SONiC, Cisco NXOS, собственные ОС облачных провайдеров — в скором времени должны стать доступны и для   Teralynx 5. 

Пробный выпуск нового чипа будет организован в четвёртом квартале нынешнего года, а массовое производство намечено на начало 2020-го. Таким образом, коммутаторы на базе Teralynx 5 могут поступить в продажу в первой половине следующего года. 

Как известно специалистам и энтузиастам в области супервычислений, обладать мощными процессорами и ускорителями мало — узлы суперкомпьютера должны быть связаны между собой высокопроизводительной сетью. В противном случае получается парадоксальный результат: при чудовищной пиковой производительности на тестовых задачах небольшого объёма реальная скорость вычислений в настоящих научных или инженерных задачах может составлять единицы процентов от пиковой! Недостаточно быстрая сеть просто не успевает «кормить» все узлы системы нужным объёмом данных, и могучие ускорители большую часть времени попросту простаивают. Компания Innovium, основанная сравнительно недавно выходцами из Intel и Broadcom, предлагает своё решение данной проблемы, впервые анонсированное ещё в прошлом 2017 году.

Семейство Innovium Teralynx 7 включает в себя четыре процессора

Сетевая инфраструктура тоже имеет свои ключевые узлы, а именно, коммутаторы — и именно для создания высокоскоростных коммутаторов нового поколения предназначается семейство сетевых процессоров Teralynx 7. Разработчикам удалось достигнуть совокупной пропускной способности на уровне 12,8 терабит в секунду на чип. Сам чип, использующий модуляцию PAM-4, способен обслуживать порты Ethernet со скоростью до 400 Гбит/с, то есть, 50 Гбайт/с. Разумеется, это меньше пропускной способности локальных подсистем памяти ЦП и специализированных ускорителей, но всё же цифра достаточно велика, чтобы сеть с такой производительностью более не являлась сдерживающим фактором во всей системе. На фоне сложностей, вызванных массовым переходом со стандарта 10G на 40G, возможности новинки Innovium выглядят настоящим прорывом. Единственным соперником является Mellanox Technologies с её серией Spectrum-2, которая также поддерживает PAM-4 и может обеспечивать скорость 200 Гбит/с на порт, а в перспективе — те же 400 Гбит/с, что и Teralynx 7.

Варианты применения и конфигурация коммутаторов на базе Teralynx 7

Когда речь заходит об отдалённом будущем, называется показатель 3,2 Тбит/с на порт, однако специалисты считают, что достижение таких скоростей будет сопряжено с существенными трудностями. Если поднять частоту работы блоков SerDes (сериализация‒десериализация) до 50 или даже 100 ГГц ещё удастся, то перешагнуть последний показатель будет весьма и весьма сложно. Что же касается Teralynx 7, то в мае компания начала поставлять образцы не одного, а целых четырёх вариантов данного сетевого процессора с совокупной производительностью от 3,2 до 12,8 Тбит/с. Все они поддерживают модуляцию NRZ с производительностью 25 Гбит/с на линию, а также PAM-4 с вдвое более высокой производительностью. Разумеется, новинки не предназначены исключительно для построения сетей класса 400G — так, новый чип может использоваться и для построения 128-портовых коммутаторов класса 100G или 64-портовых класса 200G, в зависимости от пожеланий заказчика.

Именно поэтому модели Teralynx IVM77500 и 77510 имеют разную конфигурацию. При одинаковой производительности 6,4 Тбит/с один из процессоров оснащён 256 модулями SerDes с поддержкой NRZ, а другой — 128 модулями стандарта PAM-4. Как показали результаты тестирования, старшая модель IVM77700 в конфигурации со 128 портами класса 100G смогла обработать миллиард пакетов размером от 64 до 1518 байт без выпадений или ошибок. С латентностью дела обстоят неплохо: показатель порядка 350 наносекунд на хоп (hop) типа «от порта в порт» является одним из лучших в индустрии, хотя стандарты, отличные от Ethernet, такие, как InfiniBand или Omni-Path, могут предложить и 100 наносекунд. В настоящее время главной целью компании Innovium является развёртывание массового производства новых сетевых чипов Teralynx, но и останавливаться на достигнутом разработчики не планируют.