Среди разработчиков чипов, не имеющих собственного производства, наиболее известны AMD, NVIDIA и Qualcomm, поскольку их чипы можно встретить повсюду, от топовых суперкомпьютеров до мобильных устройств. В связи с растущим спросом на вычислительные сервисы этим трём компаниям удалось в последнее время значительно увеличить свои доходы, хотя, как выясняется, по темпам роста они уступают ещё одному разработчику микросхем — Marvell Technology.

Согласно данным тайваньской исследовательской фирмы TrendForce, Marvell увеличила в I квартале 2022 года доход от поставок полупроводников на 72 % до $1,4 млрд, что сделало её самой быстрорастущей за этот период среди 10 крупнейших бесфабричных разработчиков чипов. Для сравнения: AMD увеличила по сравнению с прошлым годом выручку на 71 % до почти $5,9 млрд; NVIDIA — на 53 % до $7,9 млрд; Qualcomm — на 52 % до $9,5 млрд.

Источник изображения: TrendForce

Marvell в основном производит чипы для сетевых и серверных решений, устройств хранения данных и вычислений, а теперь и DPU, в пользу которых она полтора года назад резко отказалась от дальнейшего развития серверных Arm-процессоров ThunderX. Выпускаемые Marvell чипы используются в ЦОД и облачной инфраструктуре, а также на корпоративном, автомобильном и телекоммуникационном рынках.

Источник изображения: Marvell Technology

Источником роста Marvell в I квартале стал бизнес, связанный с производством решений компании Innovium, которую Marvell приобрела в прошлом году за $1,1 млрд. По данным TrendForce, в I квартале Innovium обеспечила 125-% рост (год к году) доходов Marvell от поставок ЦОД-решений. Innovium занимается созданием ASIC для Ethernet-коммутаторов с высокой пропускной способностью и малой задержкой, которые ориентированы на поставщиков облачных услуг и гиперскейлеров.

В прошлом году Marvell купила ещё одного разработчика сетевых продуктов, Inphi, за $10 млрд. А уже в этом приобрела разработчика CXL-решений Tanzanite. Попытки Marvell отойти от создания решений для потребительского сегмента в сторону корпоративных и телеком-решений, можно назвать успешными. В отчёте о результатах за I квартал Marvell сообщила, что выручка от поставки всех видов продукции для дата-центров выросла на 131 % и составила 44 % общей выручки.

Компания Marvell Technology объявила о заключении сделки по приобретению фирмы Innovium. Завершить слияние планируется до конца текущего календарного года после получения необходимых разрешений со стороны регулирующих органов. Marvell является одним из крупнейших разработчиков памяти, микроконтроллеров, телекоммуникационных решений и полупроводниковых приборов.

Здесь и ниже изображения Marvell Technology

Innovium, в свою очередь, специализируется на создании ASIC, предназначенных для построения высокопроизводительного сетевого оборудования, в частности, коммутаторов. Продуктовое семейство включает решения Teralynx 5, Teralynx 7 и Teralynx 8 с пропускной способностью на уровне 6,4 Тбит/с, 12,8 Тбит/с и 25,6 Тбит/с соответственно.

Сумма сделки составляет $1,1 млрд, хотя около года назад компания Innovium оценивалась в $1 млрд. После закрытия сделки основатель и главный технический директор Innovium Пунит Агарвал (Puneet Agarwal) присоединится к Marvell Technology. Ожидается, что новое приобретение позволит Marvell Technology укрепить позиции на стремительно развивающемся рынке облачных сервисов. Кроме того, покупка поможет в развитии направления edge-вычислений.

Marvell делает ставку на развитие портфолио сетевых продуктов. Ранее она купила за $10 млрд Inphi, разработчика решений для высокоскоростной передачи данных по оптическим каналам связи. Правда, резкая смена стратегии в прошлом году, вероятно, послужила причиной отказа от развития серверных Arm-процессоров ThunderX3 в тот момент, когда они уже были готовы к выходу на рынок. Что же касается Innovium, то некоторые аналитики полагали, что эта компания могла бы очень своевременно пополнить портфолио AMD.

Компания Innovium со штаб-квартирой в Сан-Хосе сообщила о привлечении $170 млн инвестиций, что позволит ей нарастить присутствие на рынке сетевых чипов для коммутаторов. Как сообщается, по итогам очередного раунда финансирования стоимость Innovium оценивается в $1 млрд.

В настоящее время венчурные компании, как правило, сосредоточены на разработках программного обеспечения, поэтому значительные финансовые вливания в стартап по производству чипов не остались незамеченными на рынке. Следует отметить, что в раунде финансирования в дополнение к существующим приняли участие новые инвесторы — PremjiInvest, Blackrock и DFJ Growth.

И хотя конкретные цифры не разглашаются, компания заявила: «Innovium стала первой компанией по производству сетевого «кремния», получившей статус единорога». Термин «единорог» обычно используется для стартапов, стоимость которых превышает $1 млрд.

Американская компания выпускает микросхемы для высокоскоростных коммутаторов, способные конкурировать на равных с чипами Broadcom серий Tomahawk и Trident. Сейчас в её портфолио имеется семейство чипов Teralynx 7 с пропускной способностью на уровне 12,8 Тбит/с. Образцы менее мощного Teralynx 5, обеспечивающий пропускную способность до 6,4 Тбит/с, уже доступны в ограниченных партиях, а опробование чипа Teralynx 8 с пропускной способностью 25,6 Тбит/с начнётся немного позже в этом году.

После тестирования и валидациии, на что может уйти несколько кварталов, Teralynx 8 поступит в продажу. Innovium обещает объединить производительность и программируемость двух основных серий Broadcom в одном решении, поэтому клиентам не потребуется выбирать что-то одно.

Innovium представила новый чип для коммутаторов TERALYNX 8, способный обеспечить пропускную способность до 25,6 Тбит/с и использующий совремеенные SerDes-блоки 112G. Коммутаторы на базе нового чипа будут доступны только к во второй половине 2020 года.

Однако уже сейчас можно спрогнозировать, что к 2021 году это решение будет хорошей альтернативой продуктам на базе Broadcom.

Innovium основана 5 лет назад инженерами из Trident и Tomahawk, поэтому продукты разработаны не с нуля, а TERALYNX 8 является уже третьим чипом, разработанным для коммутаторов. Innovium имела 24% долю рынка 50G SerDes в 2019 году и по факту является основной альтернативой Broadcom, так как доля остальных производителей не дотягивает даже до 1%.

Чипы прошлого поколения TERALYNX 7 с пропускной способностью 12,8 Тбит/с используются гиперскейлерами, а также Cisco в линейке продуктов Nexus 3400-S. Они уже давно поставляются OEM/ODM и облачным провайдерам — более 10 из них используют продукцию Innovium в своих решениях, что очень неплохо для компании-новичка на рынке.

TERALYNX 8 может обслуживать до 64 портов 400GbE и готов к внедрению 800GbE. Объем набортной кэш-памяти достигает весомых 170 Мбайт. Чип изготовлен по 7-нм техпроцессу, что даёт высокую плотность транзисторов и небольшое энергопотребление. Среди поддерживыемых NOS указаны, в частности, Nexus и SONiC.

Innovium конкурирует с крупнейшими производителями, такими как Intel-Barefoot, Mellanox (теперь уже NVIDIA), Marvell и, конечно же, Broadcom, при этом темпы роста действительно впечатляют. Время покажет, насколько новый чип TERALYNX 8 будет конкурентоспособным и какую долю рынка Innovium сможет «отжать» у своих более именитых конкурентов.

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.