Растущие объемы сетевого трафика, широкое распространение медиа-сервисов и видеоконференций, новые облачные услуги — всё это требует и нового сетевого «железа», способного справляться с повышающейся нагрузкой. И если не так давно для ASIC высшего класса нормой стал считаться показатель 25,6 Тбит/с, то сейчас вендоры осваивают следующий уровень производительности. Первенство в этой гонке принадлежит NVIDIA с её чипами Spectrum-4, но сейчас в игру вступила Broadcom.

Компания представила пятое поколение «сетевого кремния» в серии StrataXGS Tomahawk, тоже способное осуществлять коммутацию на скоростях до 51,2 Тбит/с — 5-нм чип Tomahawk 5 (BCM78900). Появление ASIC такого класса существенно облегчает жизнь разработчикам HPС-систем для задач машинного обучения, поскольку позволит объединить в единый комплекс больше узлов без «наценки» на латентность в конфигурациях 64х800GbE, 128х400GbE или 256х100GbE. Поддерживается RoCEv2 и другие протоколы RDMA, виртуализация и сегментация сетей, VxLAN и прочие современные технологии.

Источник: Broadcom

Несколько ограничивают возможности новинки SerDes-блоки Peregrine (PAM4/106 Гбит/с). Каждые 8 таких блоков собраны в трансиверное ядро, всего ядер в новом чипе 64, что ограничивает эффективную производительность на порт именно цифрой 800 Гбит/с. Достоинством Tomahawk 5 станет его экономичность: использование 5-нм техпроцесса позволило довести удельное энергопотребление до цифры менее 1 Вт на 100 Гбит/с, то есть речь идёт о потреблении в районе 500 Вт для полной конфигурации. Цифра немалая, но всё же позволяющая сохранить воздушное охлаждение. Кроме того, новый ASIC снабжён шестью Arm-блоками для настраиваемой потоковой телеметрии.

Следует отметить, что реальной потребности в таких скоростях пока очень немного: лишь 15 % (в деньгах) рынка Ethernet-устройств приходится на 400G-оборудование, но Broadcom считает, что постоянный рост аппетитов гиперскейлеров должен довести этот показатель до более чем 50 % уже к 2026 году. В случае же Tomahawk 5 пока речь идёт о первых поставках самих чипов, которые OEM-производителям ещё предстоит интегрировать в свои продукты. Они должны появиться на рынке в следующем году.

Объемы данных, проходящие через облачные сервисы, растут ударными темпами, поэтому неудивительно, что индустрия нуждается в новых, всё более производительных аппаратных решениях.

Компания Broadcom ответила на требования рынка выпуском новой серии высокопроизводительных сетевых коммутаторов StrataXGS Tomahawk 4 на базе новейшего 7-нм чипа BCM56990.

Благодаря применению нового монолитного сетевого процессора, новинка поставила новый рекорд, продемонстрировав производительность на уровне 25,6 Тбит/с — вдвое быстрее решений других производителей, и вдвое больше того, что смог продемонстрировать чип серии Tomahawk 3 менее двух лет назад.

Благодаря высокой степени интеграции и использованию техпроцесса класса 7 нм, энергопотребление Tomahawk 4 удалось снизить на 75% в сравнении с альтернативными решениями. Стоимость новых высокоскоростных коммутаторов на базе этого чипа также обещает быть ниже, нежели у продуктов предыдущего поколения.

Коммутатор на базе Tomahawk 3: 32 порта 400GbE. Новый процессор позволит удводить их число

В состав сетевого процессора Tomahawk 4 BCM56990 входят 512 блоков SerDes BlackHawk7 класса 50G, использующих кодирование PAM4. Коммутаторы на базе всего одного чипа Broadcom Tomahawk 4 смогут предоставить либо 64 порта Ethernet 400 Гбит/с, либо 128 портов 200 Гбит/с, либо 256 портов со скоростью 100 Гбит/с с поддержкой как коммутации, так и маршрутизации. При этом полностью поддерживается протокол RoCE v2.

Новые механизмы балансировки и мониторинга загруженности гарантируют эффективное использование всех портов. За телеметрию и сбор данных в новых коммутаторах отвечают четыре процессора с архитектурой ARM и частотой 1 ГГц, поддерживаются все современные стандарты, включая IFA 2.0.

Поставки новых решений Broadcom уже начаты. Такие клиенты, как Alibaba Cloud, очень заинтересованы в Tomahawk 4, который позволит им ускорить внедрение сетей классов 100/200/400G. Компания также сделала открытыми средства разработки для решений StrataXGS и StrataDNX в рамках инициативы OpenNSA.