28nm fpga实现的28gbps串行收发器(serdes)竞争格局今天出现了戏剧性的变化,一直落在后头的赛灵思公司(xilinx)突然高调宣布推出具有16个28gbps串行收发器的virtex-7 ht fpga,并宣称无论在28gbps serdes数量、带宽、逻辑门数和存储器容量指标上都已大幅领先其主要竞争对手。
xilinx公司serial io高级产品市场经理panch chandrasekaran说:“尽管我们的主要竞争对手在新闻稿中对外宣称其28nm fpga实现了66个28gbps收发器,但实际上他们至今给客户演示的28nm fpga只有4个28gbps收发器(实际性能只有25gbps)。virtex-7 ht系列fpga的性能更胜一筹,28gbps收发器数量是他们的4倍、实现总带宽是他们的2.8倍、逻辑门数是他们的1.4倍、存储器容量是他们的1.3倍。”
全球著名的信号完整性专家howard johnson博士在赛灵思官网上发布的一段视频中对virtex-7 ht fpga的28gbps串行接收器进行了演示,该演示采用实际的prbs31模式,并获得了非常完美的眼图,显示其传输信号的质量非常好,几乎没有什么抖动。而其竞争对手在其网站上公布的25gbps串行收发器性能演示眼图,开眼率不到xilinx的1/2,而且信号质量不好,抖动较厉害。
virtex-7 ht系列fpga具有16个28gbps收发器和72个13gbps收发器,主要针对下一代100-400gbps高带宽网络应用。该系列fpga使得通信设备商可以开发更高集成度和带宽效率的系统,以满足全球有线基础设施和数据中心对带宽的爆炸性需求。该系列fpga器件集成了业内最高速度和最低的收发器时钟抖动性能(满足cei-28g标准),同时还支持最严苛的光学及背板协议(如sfp+和cfp)。
linley group高级分析师joseph byrne表示:“全球通信行业对ip流量的期望值正在从目前约15eb/月上升至64eb/月,这大大刺激了行业对soc解决方案提出了更高的带宽需求。virtex-7 ht能够推动光纤以及其它现有基础设施部署,具有更卓越的信号完整性和低功耗的高速信号。随着通信行业对更大容量的需求,交换机和路由器接口速度正在从10gbps向100gbps发展,随之而来的则是对芯片到光纤、芯片到背板及芯片到芯片接口速度日趋高昂的需求。基于上述原因,赛灵思在研发具有28gbps收发器的virtex-7 ht fpga时,一直致力于功耗平衡、性能、以及光纤抖动约束和集成等重要性能。”
根据富士通的研究报告,在同等功耗条件下,通信系统带宽需求基本上是每三年容量扩大2倍。例如,2008年时,一个交换机机柜提供480gbps带宽,它里面插了48个sfp+端口刀片服务器,每个刀片服务器采用1个10gbe输出,此时每个刀片间隔15mm,总功耗为48w。这样一个交换机柜需要48根光纤连接,而且由于间隔很窄,因此风冷效果不是很好,可靠性受到不利影响。
为了加大散热间隔和减少光纤数(降低成本),目前在同样尺寸机柜里采用4个cfp端口刀片服务器,每个刀片服务器提供100gbe输出,每个cfp采用10个10gbe输入,这样既可以将总系统带宽提供到400gbps,而且可以将间隔减到84mm,唯一的缺点是功耗会提升到60w。
由于到2011年,每个交换机柜的总带宽需要提升到800gbps,目前业内考虑用8个cfp2端口刀片服务器来代替4个cfp刀片,这样可在维持功耗不变情况下将带宽提升到800gbps,而且间隔还可维持在较宽的42mm,唯一不足是光纤数需要略微提高到8根。
不过,每个cfp2端口要求的输入是4×25gbps,因此只能采用28nm fpga方式来实现,因为目前只有28nm fpga能提供28gbps收发器。博通目前最大的phy是4端口的10gbe phy。
由于到2014年总带宽将提升到1.9tbps,每个cfp2端口线路卡需要提供400gbps带宽。开发400gbps线路卡的客户希望部署能够在输入端支持16×28gbps带宽的单芯片解决方案,以便连接四个400gbps cfp2光纤模块,从而实现最佳的系统功耗密度。
这些系统还需要能够在48和72个10.3125gbps 收发器之间以200gbps或400gbps 速率连接多个npu或asic的接口。除了给virtex-7 ht fpga提供16×28gbps的带宽,赛灵思还为器件提供4或8个28gbps收发器,以支持100gbps和200gbps应用。
panch表示:“每隔三年实现总带宽的翻番,目前看来只能利用fpga 28gbps收发器来实现,专门为此开一个assp芯片既划不来也来不及。”
他说,目前只有fpga能够提供400g单芯片实现方案,客户可以率先用fpga向市场推出400gbe接口方案,而且无需外部phy。
内置4-16个符合oif cei-28g 标准(光互联论坛的28gbps通用电气输入输出规范)的28gbps收发器,virtex-7 ht fpga致力于为用于下一代100-400gbs 系统线路卡的cfp2 和qsfp2光纤模块提供接入互联。virtex-7 ht fpga还拥有多达72个13.1gbps收发器,能够提供高达2.8tbps的全双工吞吐量。
finisar公司高速光纤模块市场营销总监 christian urricariet 表示:“为了满足日益增长的带宽需求,我们预计通信设备厂商将采用新的cfp2型光纤模块来设计新一代 100和400gbps 系统。这将最大限度地提高面板的带宽密度,同时优化现有产品的功耗预算。我们与赛灵思的合作成果表明,其低抖动单片解决方案能够在fpga和cfp2模块之间建立直接的28gbps连接,从而简化更高端口密度的部署流程。”
virtex-7 ht fpga的功能组合支持广泛的应用,例如:从包含290,000个逻辑单元的低成本100g“智能变速箱”芯片到包含870,000个逻辑单元的全球首款400gbps fpga,其中支持100gbps、2×100gbps或400gbps接口、高效连接、基于3gbps或 6gbps的传统系统端接口和10gbps asic及assp芯片等应用。
这意味着virtex-7 ht fpga可用于多种应用,例如:支持 otu-4(光传输单元)转发器、复用转发器或sar(业务汇聚路由器)的100gbps线路卡、面向高速数据处理的低成本 120gbps包处理线路卡、多100g以太网端口桥、400gbps以太网线路卡、符合19.6gbps cpri(通用公共无线电接口)基站和远程无线电前端、以及100gbps和400gpbs 测试设备。
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