高端路由器数据平面的转发引擎采用的核心处理器主要有三种:
专用集成电路 ASIC: Application Specific Integrated Circuit
现场可编程门阵列 FPGA: Field Programmable Gate Array
网络处理器 NP: Network Processor
不可编程的IP转发引擎ASIC:
构成转发引擎的ASIC是面向固定IP分组处理流程的超大规模集成电路(VLSI),其采用硬连线结构系统,可为任何固定功能提供高性能处理,但几乎没有任何灵活性和可扩展性。ASIC对于大批量需求变化少的应用来说,成本上比较经济,比如企业网市场选择ASIC就很理想。在运营商市场,特别是当前IP网络向IP电信网演进过程中,唯一不变的就是变化,这将导致面向固定需求的ASIC不能满足不断变化的需求。
可编程的IP转发引擎FPGA:
FPGA是采用查找表(LookUp Table, LUT)结构的可编程逻辑器件(Programmable Logic Device, PLD),具有高度并行处理能力的逻辑结构,能够完成任何数字器件的功能。在一般硬件电路PCB完成以后,还可以利用FPGA的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路,这可以大大缩短网络产品的开发周期和用户的停机维护时间,同时降低了产品开发的成本。目前先进的FPGA具有高达800万门逻辑阵列,并内置高性能RISC和10Gbps的全双工串行收发器。 最新的处理器性能则参考最新产品说明。
可编程的IP转发引擎NP:
NP通常将若干微处理器(或称微引擎)内嵌至一个芯片,每个微处理器支持多线程并行处理,这样形成了一个并行处理+流水线的体系。NP还针对包处理进行优化设计,有专门的指令集和配套的软件开发系统。NP具有很强的编程能力,可以完成从2层到7层的多种应用,同时支持新的功能或新的标准的实现,以满足各种各样的网络应用。
总结对比:
ASIC:固定逻辑,硬连线;灵活性木有;非重复设计成本高;产品上市周期长;功耗低;适用于固定需求的运营商或者企业市场。
FPGA:可编程逻辑;灵活性高;非重复设计成本低;产品上市周期一般;功耗中;适用于不断发展的运营商市场。
NP: 集成若干微处理器;灵活性高;非重复设计成本低;产品上市周期短;功耗中;适用于不断发展的运营商市场。
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