15 Октября 2019 11:15 15 Окт 2019 11:15 |
Intel намерен противостоять повышенной активности AMD на рынке настольных ПК не только новыми чипами с архитектурой Cascade Lake-X, но также собственными решениями Wi-Fi 6 и 2.5GbE. У AMD подобных собственных чипов не предвидится.
Компания Intel в рамках анонса нового поколения процессоров Core 10 поколения на базе архитектуры Cascade Lake-X объявила о расширении экосистемы своих решений для настольных ПК чипами для проводного и беспроводного подключения собственной разработки.
Как заявили представители компании, уже в ближайшее время на рынке появятся новые материнские платы, оснащенные контроллером Intel i225-V для скоростного проводного подключения 2.5Gbps Ethernet (2,5 Гбит/с), а также модулем беспроводной связи Intel AX200 и радиочастотным PCIe-модулем Intel AX201 с поддержкой новейшего стандарта Wi-Fi 6.
Последнее десятилетие в секторе проводных сетевых Ethernet-подключений для настольных ПК господствовали решения с максимальной производительностью до 1 Гбит/с, несмотря на широкое распространение интерфейсов 10 Гбит/с в корпоративных решениях.
Главный и единственный конкурент Intel на рынке настольных систем – компания AMD, которая в последнее время значительно укрепила свои позиции с выпуском ряда производительных и доступных процессоров, не имеет собственных контроллеров 2.
5GbE или Wi-Fi 6.
Таким образом, на какое-то время, пока на рынке не появятся массовые контроллеры 2.5GbE или Wi-Fi 6, Intel может обеспечить себе преимущество – по крайней мере, за счет более скоростных коммуникаций, изначально интегрированных в ПК.
Технологии в чипах Intel Core на базе Cascade Lake-X
После того, как AMD наладила стабильные и бесперебойные поставки последнего поколения процессоров Ryzen 3000, компания оказывает на рынок значительный ценовой прессинг. В частности, в конце августа 2019 г.
, всего через пару недель после анонса, компания сбросила цены на ходовые чипы Ryzen 5 3600, Ryzen 5 3600X и Ryzen 7 3700X до 10%.
Гибридные чипы Ryzen 3000G семейства Picasso также упали в цене: Ryzen 3 3200G подешевел на 10,85%, Ryzen 5 3400G подешевела на 7,61%.
На прошлой неделе Intel также объявил о беспрецедентном двукратном снижении цен на мощнейшие игровые процессоры Core 10 поколения с архитектурой Cascade Lake-X и новой технологией Turbo Boost 3.0. Снижение цен состоялось перед самым перед запуском конкурирующих чипов AMD.
Сверхскоростной LAN для десктопов
Первые упоминания о новом скоростном контроллере физического уровня (PHY) от Intel с кодовым названием Foxville появились еще в 2018 году – в патчах для ядра Linux. Теперь новый 2.
5GbE чип Intel i225-V Ethernet представлен официально.
Ожидается, что новинка дебютирует в составе новых системных плат под процессорный сокет LGA2066, рассчитанных на новое поколение высокопроизводительных чипов Intel Core X на базе архитектуры Cascade Lake-X.
Поскольку новые процессоры Intel Core X, ориентированные, прежде всего, на рынок достаточно дорогих геймерских систем, займут лишь небольшую долю рынка, не исключено, что новый чип также будет интегрирован в семейство чипсетов серии Intel 400, которые, по предварительным данным, будут работать в составе материнских плат с будущими и еще не представленными официально процессорами Core 10 поколения на базе архитектуры Comet Lake-S для настольных ПК.
Ради справедливости стоит отметить, что Intel – не первая компания, которая анонсировала контроллер 2.5 GbE: до выпуска чипа Intel свои решения подобного класса уже представили Realtek, Broadcom и Aquantia. Тем не менее, именно Intel i225-V с большой вероятностью станет массовым стандартом де факто, по аналогии с популярными ныне гигабитными чипами компании, i219-V и i218-V.
Согласно данным странички на сайте Intel, посвященной новому чипу, его термопакет (TDP) составляет 1,95 Вт. В оптовых партиях рекомендованная цена чипа Intel i225-V заявлена на уровне $2,4.
Десктоп на скоростях Wi-Fi 6
Для процессоров Intel Core X 10 поколения на базе архитектуры Cascade Lake-X также заявлена поддержка новейшего беспроводного стандарта Wi-Fi 6, ранее известного как 802.11ax.
Summing Стандарт Wi-Fi 6 обеспечивает по сравнению с Wi-Fi 5 на 75% меньшую латентность и четырехкратное увеличение емкости сети, что на практике означает четырехкратный рост пропускной способности в перегруженных зонах и на 39% более высокую номинальную пропускную способность.
Юрий Соснин, «Астра»: С февраля мы испытываем на себе лавинообразный рост запросов на миграцию
Бизнес 
Ожидается, что уже в 2022 г. более 50% от всех новых устройств и систем премиального класса будут обладать встроенной поддержкой Wi-Fi 6, теоретически обеспечивающего обмен данными на скоростях до 2,4 Гбит/с.
Gig+, аналог Wi-Fi 6 от Intel
По данным Intel, собственная разработка компании под названием Gig+, полностью соответствующая требования стандарта Wi-Fi 6, обеспечивает высокую производительность за счет опциональной поддержки каналов обмена данным шириной 160 МГц (вместо стандартных 80 МГц), а также благодаря дополнительной фильтрации сетевых помех. Как указано на слайде Intel, решение компании обеспечивает пропускную способность на уровне 70% от теоретической максимальной скорости.
Преимущества интеграции Wi-Fi в чипсет по версии Intel
Впервые Intel частично интегрировал Wi-Fi в своих мобильных процессорах восьмого поколения: там цифровая часть Wi-Fi 5 была встроена непосредственно в чипсет в виде интегрированного канала коммуникации (CNVi). Радиочастотная часть тракта поставлялась отдельно в виде модуля под запайку в плату или съемного решения в форм-факторе M.2, с подключением к цифровому тракту через проприетарный интерфейс CNVio.
В мобильных процессорах Core 10 поколения компания пошла тем же путем, интегрировав цифровую часть Wi-Fi 6 в чипсет серии 400. Согласно утверждениям представителей Intel, радиочастотный модуль на 70% компактнее полностью дискретного внешнего решения, при этом общая площадь кремниевой подложки меньше на 15%.
Дискретный PCIe-адаптер Intel AX200
Одной из причин, по которой Intel отказался от полной интеграции радиочастотных компонентов, является необходимость полной сертификации Wi-Fi на уровне системы, а не модуля, что вызовет серьезные расходы времени и денег у партнеров. В свою очередь, раздельное решение позволяет Intel заказывать радиочастотный аналоговый модуль создавать у партнера UMC по недорогому техпроцессу 28 нм.
Варианты исполнения модуля Intel AX201
Поддержка Wi-Fi 6 в Cascade Lake-X подразумевает, что новая платформа также поддерживает полностью дискретный PCIe-адаптер Intel AX200 в форм-факторах M.2 2230 и M.2 1216.
В оптовых партиях цена модуля Intel AX200 составляет порядка $10-17, в то время как радиочастотный модуль AX201 предлагается партнерам по цене $9-16.
Для сравнения: новейшее дискретное решение Intel Wireless-AC 9260 для сетей Wi-Fi 5 с пропускной способностью до 1,73 Гбит/с предлагается компанией в оптовых партиях за сравнимые $9-15.
Владимир Бахур
Подписаться на новости Короткая ссылка
Пропускная способность интерфейсов
Пропускная способность интерфейса передачи данных (Transfer rate) — это максимальная скорость, с которой данные могут передаваться через данный интерфейс. Не стоит путать пропускную способность интерфейса с пропускной способностью отдельных устройств, которые к нему подключены. Многие интерфейсы не способны передавать данные с максимально возможной скоростью, это связано с присущими им накладными расходами. Некоторые адаптеры обладают аппаратными возможностями для обработки данных без загрузки CPU, что позволяет повысить производительность, управляемость и надежность передачи данных через интерфейс. Для интерфейсов, перечисленных в таблице, пропускные способности считаются из расчета передачи по одному порту в полудуплексном режиме.
Отличия схем кодирования в битах и байтах
Пропускные способности для систем хранения данных обычно указываются в MB/s.
Множество интерфейсов использует схему кодирования 8b/10b, которая отображает восьмибитные байты в символы размером 10 бит для передачи на физическом уровне, при этом дополнительные биты используются для управления.
Поэтому для таких интерфейсов пропускная способность в MB/s считается как пропускная способность в Mb/s, деленная на 10. Накладные расходы при схеме кодирования 8b/10b составляют 20% (10-8)/10.
Начиная с 10Gb Ethernet и с 10Gb Fibre Channel (для ISL), используется схема кодирования 64b/66b с улучшенной эффективностью. Схема 64b/66b проектировалась для высокой пропускной способности FC и InfiniBand. Само по себе кодирование 64b/66b не совместимо с 8b/10b, но иногда устройства на аппаратном уровне могут поддерживать реализацию старой схемы.
16Gb Fibre Channel имеет линейную скорость 14.025Gbps, но со схемой кодирования 64b/66b имеет в два раза большую пропускную способность, чем 8Gb Fibre Channel, линейная скорость которого равна 8.5Gbps. Кодирование 64b/66b влечет за собой 3% накладных расходов (66-64)/66.
PCIe версий 1.x и 2.x использует схему кодирования 8b/10b. PCIe версии 3 использует 128b/130b, что дает всего 1.5% дополнительных расходов.
Схемы кодирования
| Схема кодирования | Накладные расходы | Интерфейсы |
| 8b/10b | 20% | 1GbE, FC (вплоть до 8Gb), IB (SDR, DDR, QDR), PCIe (1.0 и 2.0), SAS (1.0, 2.0 и 3.0), SATA, USB (вплоть до 3.0) |
| 64b/66b | 3% | 10GbE, 100GbE, FC(10/16/32Gb), FCoE, IB (FDR и EDR), Thunderbolt 2 |
| 128b/130b | 1.5% | PCIe (3.0 и 4.0) |
| 128b/132b | 3% | USB 3.1 Gen 2 (10Gbps) |
| 128b/150b | 14.7% | SAS 4.0 |
Пропускная способность Fibre Channel
| 1Gb FC | 100 MB/s | 1.0625 GBaud | 8b/10b | PCI-X |
| 2Gb FC | 200 MB/s | 2.125 GBaud | 8b/10b | PCI-X |
| 4Gb FC | 400 MB/s | 4.25 GBaud | 8b/10b | PCI-X 2.0 или PCIe 1.0 x4 |
| 8Gb FC | 800 MB/s | 8.5 GBaud | 8b/10b | PCI-X 1.0 x8 или PCIe 2.0 x4 |
| 16Gb FC | 1600 MB/s | 14.025 GBaud | 64b/66b | PCI-X 2.0 x8 или PCIe 3.0 x4 |
| 32Gb FC | 3200 MB/s | 28.05 GBaud | 64b/66b | PCIe 3.0 x8 |
| 64Gb FC | 6400 MB/s | 28.9 GBaud | 64b/66b | PCIe 4.0 |
Пропускная способность InfiniBand
| SDR | 2 Gb/s | 8 Gb/s | 24 Gb/s | 8b/10b | PCIe 1.0 x8 |
| DDR | 4 Gb/s | 16 Gb/s | 48 Gb/s | 8b/10b | PCIe 1.0 x16 или PCIe 2.0 x8 |
| QDR | 8 Gb/s | 32 Gb/s | 96 Gb/s | 8b/10b | PCIe 2.0 x8 |
| FDR-10*только Mellanox | 10.31 Gb/s | 41.25 Gb/s | 123.75 Gb/s | 64b/66b | PCIe 3.0 x8 |
| FDR | 13.64 Gb/s | 54.55 Gb/s | 163.64 Gb/s | 64b/66b | PCIe 3.0 x8 |
| EDR | 25 Gb/s | 100 Gb/s | 300 Gb/s | 64b/66b | PCIe 3.0 x16 |
Сравнительная таблица интерфейсов
| FC | 16M | 10 (медный кабель) или более 10 км (оптоволоконный кабель) | Медный или Оптоволоконный | Дополнительный адаптер (HBA) | 100, 200, 400, 800, 1600, 3200 | двухпортовый |
| FCoE | 16M | 10 (медный кабель) или очень большое (оптоволоконный кабель) | Медный или Оптоволоконный | Конвергентный сетевой адаптер (CNA) или сетевой адаптер 10GbE (NIC) | 1150, 4600 | двухпортовый |
| Infiniband | 48M | 15 (медный кабель) или очень большое (оптоволоконный кабель) | Медный или Оптоволоконный | Дополнительный адаптер (HCA) | 1000, 2000, 4000, 7000, 12500 | полнодуплексный, двухпортовый |
| iSCSI | Много | расстояние соотв. кабелю Ethernet | Медный или Оптоволоконный | Cетевой адаптер (NIC) или дополнительный адаптер (HBA) | 100, 1000, 2500, 4000 | |
| SAS (пассивный) | 16K | 10 | Медный | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (HBA) | 300, 600, 1200 | полнодуплексный, двухпортовый |
| SAS (активный) | 16K | 20 | Медный | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (HBA) | 300, 600, 1200 | полнодуплексный, двухпортовый |
| SAS (активный) | 16K | 100 | Оптоволоконный | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (HBA) | 300, 600, 1200, 2400 | полнодуплексный, двухпортовый |
| SATA | 1 | 1 | Медный | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (HBA) | 150, 300, 600 | полудуплексный, однопортовый |
| Thunderbolt | 6 | 4 | Медный | Встроен в чипсет | 1000, 2000, 4000 | |
| USB | 127 | 5 | Медный или Беспроводное соединение | Встроен в чипсет или дополнительный адаптер (Adapter card) | 0.15, 1.5, 48, 500, 1000 | однопортовый |
USB-C против Thunderbolt против USB 3.0, что быстрее?
Интерфейс USB со временем обновлялся, что повлекло за собой появление новых портов.
Универсальное соединение дает ему определенный статус, но со временем пользователи становятся более требовательными: они хотят максимально быстрое соединение.
На этом перекрестке появятся порты USB-C, Thunderbolt и USB 3.0, которые мы проанализируем и представим, чтобы выяснить, какой из них быстрее, а какой лучше.
USB-C
Это 24-контактный подключение USB это впервые появилось в 2013 и постулируется как замена для USB Type-A и Type-B . Он был официально принят IEC (Международная электротехническая комиссия) в 2016 и был разработан и разработан USB-IF, организацией, состоящей из Intel, Microsoft, Лс, Apple и многие другие технологические компании.
USB Type-C не обязательно должен реализовывать USB 3.1, поскольку наличие таких стандартов не обязательно. Первый успех был связан с возможность подключения USB-C с двух сторон , поскольку USB Type-A можно подключать только в одном направлении.
Нельзя отрицать, что у него под рукой USB 3.1, соединение, которое удвоило USB 3.0 благодаря скорости передачи 10 Гбит / с, в то время как USB 3.0 достигает только 5 Гбит / с. Точно так же USB 3.1 появился раньше USB-C, так как он прибыл на рынок в 2013 году .
Это соединение присутствует в большинстве современных мобильных устройств и используется многими производителями ноутбуков в качестве порта для зарядки.
Удар молнии
Thunderbolt — это имя интерфейс, используемый и разработанный Intel в сотрудничестве с Apple , что позволяет подключать внешние периферийные устройства к нашему ПК. Это соединение, используемое для очень конкретных целей, которые обычно совпадают с профессиональными задачами.
В частности, для подключения Thunderbolt 1 и 2 используется тот же разъем, что и для Mini DisplayPort, так же как Thunderbolt 3 использует тот же разъем, что и USB-C. К тому же, порт Thunderbolt может поддерживать до 6 устройств с таким подключением через хаб.
Проблема с портом Thunderbolt по сравнению с USB-C и USB 3.0 в том, что он уникальный для Intel . Это означает, что мы не увидим этого в AMD оборудование, что сильно ограничивает его использование.
Thunderbolt 1
Его первая версия появился с MacBook Профи 2011 года или iMac того же года и был на основе порта Mini DisplayPort . Это было соединение, основным назначением которого была новая технология ввода-вывода и которое предлагало общую скорость передачи до 20 Гбит , так как каждый канал предложил 10 Гбит / с . Только в этом году Sony выпустила линейку ноутбуков Vaio Z21, в которых для подключения блоков EGPU использовался оптический порт Thunderbolt.
Thunderbolt 2
Thunderbolt 2 будет объявлено Intel в 2013 г. и будут включены в MacBook Pro того же года. Эволюция заключалась в объединять 2 канала по 10 Гбит / с в одном логическом канале , который предложил 20 Гбит . Эта версия широко использовалась для передачи видео в высоком разрешении; Также скажите, что он включает Поддержка DisplayPort 1.2 , что позволило потоковый в А 4K видео на 2 монитора QHD .
Thunderbolt 3
Мы переходим к порту Thunderbolt 3, возможно, наиболее часто используемому из всех и который имеет общий порт с USB-C. Intel, Skylake архитектура будет первой, поддерживающей это соединение, поэтому Thunderbolt 3 появится в период с 2015 по 2016 год. . Что касается MacBook Pro, они не будут включать его до 2016 года.
Основное улучшение характеризовалось его пропускная способность 40 Гбит / с , что умножает на 2 скорость передачи второй версии.
Кроме того, это уменьшено энергопотребление и позволено подключить 2 экрана 4K при 60 Гц, экран 4K при 120 Гц или 5K экран (5120 x 2880) при 60 Гц.
Не пугайтесь 5К, это разрешение видели в iMac 2015 года .
Его новый контроллер поддерживается PCIe 3.0 , В том числе DisplayPort 1.2 .
Скажем, Thunderbolt 3 был совместим с двумя предыдущими версиями с использованием адаптеров, но одна из его новинок заключалась в возможности питание ноутбука мощностью до 100 Вт .
В результате производители ноутбуков решили использовать этот порт, чтобы отказаться от специального разъема для зарядки аккумулятора.
После 3 лет, Intel решила улучшить связь немного, вместо выпуска Thunderbolt 4. На самом деле, единственное, что было улучшено, — это включение поддержки DisplayPort 1.4 .
Thunderbolt 4
Мы приходим к 2020 предлагая несколько улучшений, так как все глаза смотрели на более высокая скорость передачи , но Thunderbolt 4 будет иметь то же самое, что и его предыдущая версия: 40 Гбит . С другой стороны, его разъем останется USB-C.
Было объявлено на CES 2020 и его окончательные характеристики были представлены в июле, но его новости следующие:
- USB 4 протокол поддержка , который будет работать только на скорости 20 Гбит / с.
- Поддержка 2 дисплеев 4K или одного 8K .
- Защита от ярлыков Intel VT.
- 32 Гбит / с PCIe.
Тем не менее, это удваивает скорость самого быстрого USB из всех : USB 3.2 2 × 2, что составляет 20 Гбит / с.
USB 3.0
Наконец, мы должны поговорить о наиболее часто используемых USB-соединениях на данный момент: USB 3.0 . Хотя это звучит для нас «в новинку», это не так, поскольку появился в 2010 году и был разработан Microsoft, Intel, NEC, Texas Instruments, HP и ST-Ericsson. Главной новинкой стала его скорость: 5 Гбит .
Чтобы поместить себя в контекст, первое десятилетие 21 века было ознаменовано USB 2.0 , соединение со скоростью передачи 480 Mbp с. Итак, представьте изменение с 480 Мбит / с до 5000 Мбит / с: в 10 раз быстрее.
Эта связь выделялся голубоватым цветом , который использовался, чтобы отличить его от портов USB 2.0. Думаю, оба использовали USB-тип-A , поэтому цвет был единственным, что отличало их с первого взгляда.
С USB 3.0 появился имя SuperSpeed »Или« СС », что было новым типом перевода. Еще одной новинкой стало использование 2 однонаправленных тракта данных , по сравнению с USB 2.0, который использовал только один.
USB 3.1
Год 2013 был представлен как угроза этому интерфейсу, по крайней мере, в профессиональной среде. Благодаря Thunderbolt 2 и его скорости 20 Гбит / с USB 3.1 появился стандарт, целью которого была замена USB 3.0. Скорость была увеличена вдвое до 10 Гбит и добавлена поддержка порта USB-C , переживающий USB Type-A.
И USB 3.1, и USB 3.2 имеют свои Gen 1 и Gen 2 версии. В этом случае USB 3.1 SuperSpeed соответствует USB 3.1 Gen 1, а USB 3.1 SuperSpeed + относится к USB 3.1 Gen 2, который имеет самую высокую скорость (10 Гбит / с против 5 Гбит / с Gen 1).
Скажем, стандарт USB 3.1 обратно совместим с USB 3.0 и 2.0. В основном это связь, которая резюмируется в этих 2 режима передачи :
- Gen 1 SuperSpeed: 5 Гбит / с.
- Gen 2 SuperSpeed +: 10 Гбит / с.
USB 3.2
Несмотря на запуск в 2017 , мы видим, как многие производители возмущаются его использованием . ASRock является одной из компаний, которая больше всего сделала ставку на внедрение этого стандарта на свои материнские платы, но конкуренция не последовала ее примеру.
Это поколение USB 3.0, которое ближе всего к Thunderbolt по скорости, предлагая 20 Гбит / с через порт USB-C . Его режимы передачи следующие:
- USB 3.2 Gen 1 × 1 (совместим с USB-A, USB-B и USB-C): до 5 Гбит / с .
- USB 3.2 Gen 2 × 1 (совместим с USB-A, USB-B и USB-C): до 10 Гбит / с .
- USB 3.2 Gen 1 × 2 (только с USB-C): вверх до 10 Гбит / с .
- USB 3.2 Gen 2 × 2 (только с USB-C): вверх до 20 Гбит / с .
Последние два режима передачи характеризуются включением 2 полос с кодированием 8b / 10b.
Что лучше и быстрее всего?
Со всем, что сказал, самые быстрые порты — Thunderbolt 3 и Thunderbolt 4 , оба из которых используют порт USB-C и DisplayPort 1.4. За ними следует порт USB 3.2 Gen 2 × 2, который обеспечивает скорость до 20 Гбит / с и совместим только с USB-C, но этот стандарт USB 3.0 отстает от скорости Thunderbolt.
Однако порты Thunderbolt можно найти только на компьютерах Intel, что ограничивает их использование. С другой стороны, USB 3.0 можно найти в любом довольно современный Оборудование . Мало того, порт Thunderbolt сегодня не так широко используется, он зарезервирован для определенных профессиональных целей или использования EGPU.
Поэтому мы бы сказали, что самый практичный из всех — USB 3.0 либо типа C, либо типа A. Если мы хотим большей скорости, нам придется заставить себя использовать USB-C.
Новые возможности Fibre Channel 16 Гбит/c
Компания Brocade объявила о выходе своих новых продуктов 16Gbps Fibre Channel. Новая продуктовая линейка включает в себя два директора DCX 8510-8 и 8510-4, коммутатор 6510 и адаптеры 1860, которые могут работать как 16 Гбит/с HBA и как карты 10 Гбит/с Ethernet CNA. Крупные производители оборудования уже поддержали инициативу постепенного перехода на новые технологии 16 Гбит/с.
В чем же преимущество предложенных новых технологий и насколько они в данный момент востребованы пользователями? В этой статье мы порассуждаем именно на эти темы, причем основной акцент хотелось бы сделать не на количественных характеристиках: «быстрее, выше, сильнее», – это разумеется само собой, но не всегда является главным аргументом для приобретения новых продуктов, – а на качественно новых их возможностях.
Коммутаторы 16 Гбит/с построены на новых чипах ASIC шестого поколения (табл. 1), которые в продолжение традиции получили название Condor 3.
Важная особенность нового ASIC – использование не классического кодирования 8b/10b, применяемого во всех предыдущих реализациях протокола Fibre Channel, а более экономичного 64b/66b.
Международный комитет технологических стандартов T11 постановил, что теперь именно такой способ кодирования сигналов будет стандартом для всех новых протоколов передачи, включая 10G Ethernet и 16G Fibre Channel.
Ведь это позволяет снизить накладные расходы на кодирование с 25 до 3%.
Означает ли смена схемы кодирования протокола, что имеющиеся у заказчиков устройства, работающие на скоростях 2; 4 или 8 Гбит/с, будет нельзя подключать к новым коммутаторам? Конечно, не означает, защита инвестиций потребителей является одним из важнейших приоритетов. Condor 3 полнофункционально работает с оконечными устройствами и коммутаторами предыдущих поколений, в этом случае будет использоваться старая схема кодирования 8b/10b.
Таблица 1. Характеристики чипов ASIC в коммутаторах Brocade
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| ASIC | Stitch | Loom | Bloom, Bloom-II | Condor/ Goldeneye | Condor 2/ Goldeneye 2 | Condor 3 | ? |
| Кол-во портов ASIC | 2 | 4 | 8 | 32 / 24 | 40 / 24 | 48 | |
| Год выхода | 1997 | 1999 | 2001 | 2004 | 2008 | 2011 | 2014 |
| Кол-во портов | 2 | 4 | 8 | 32 / 24 | 40 / 24 | ||
| Скорость передачи, Гбит/с | 1,063 | 1,063 | 2,126 | 4,252 | 8,5 | 14,025 | 28,05 |
| Кодирование | 8B/10B | 8B/10B | 8B/10B | 8B/10B | 8B/10B | 64B/66B | 64B/66B |
| Теор. макс. пропускная способность, Мбайт/с | 103 | 103 | 206 | 412 | 825 | 1642 | 3284 |
| Реальная макс. пропускная способность, Мбайт/с | 90 | 95 | 190 | 380 | 760 | 1552 | 3104 |
ASIC Condor 3 может выполнять коммутацию 420 млн фреймов в секунду. HBA 16 Гбит/с обеспечивают пропускную способность до 500 тыс. операций ввода вывода в секунду (IOPS). Только вдумайтесь в эти огромные числа! Задержки при коммутации внутри чипа ASIC составляют максимум 0,8 мкс, а между различными ASIC – всего 2,4 мкс.
Напомним, что время ожидания считывания данных с жесткого диска минимум на три порядка больше.
Так что можно однозначно говорить, что инфраструктура сети передачи данных, построенная на современном оборудовании Brocade, не станет «бутылочным горлышком», ограничивающим количество IOPS или увеличивающим время отклика транзакционных приложений.
Для обеспечения высокой производительности передачи данных между удаленными друг от друга площадками, входящими в катастрофоустойчивый комплекс хранения, чипы Condor 3 имеют более 8 тыс.
входных буферов, поддерживающих работу групп из 16 или 24 портов (в 32- и 48-портовых платах соответственно).
Для поддержки мультиплексирования трафика 16 Гбит/с внутри каналов DWDM предусмотрен режим работы на скорости 10 Гбит/с.
Специальный режим исправления ошибок FEC (Forward Error Correction) при передаче данных между портами коммутаторов, работающими на скорости 16 или 10 Гбит/с, вносит минимальную задержку 0, 4 мкс.
Чтобы достичь большей гибкости обеспечения качества сервиса (Quality Of Services, QoS), количество виртуальных каналов (Virtual Channels, VC) было увеличено до 40. Появилась и возможность обнаружения и восстановления потерянных буферных кредитов на уровне VC. В ASIC Condor 2 такая функциональность работала только на уровне физических портов.
Чипы Condor 3 совместно с новой версией операционной среды FOS 7.0 предлагают несколько совершенно новых функциональных возможностей. Это компрессия данных при передаче между портами коммутаторов (между E-портами 16 Гбит/с).
Алгоритм McLZO, разработанный для достижения максимальной скорости упаковки и распаковки данных, позволяет добиться уровня компрессии 2:1.
Данная функциональность особенно актуальна в SAN с узким каналом между удаленными площадками (рис. 2).
Для увеличения уровня безопасности при передаче данных на дальние расстояния совместно с компрессией можно использовать шифрование данных. Шифрование выполняется аппаратным способом прямо «на лету».
Применяется криптостойкий алгоритм AES-GCM с 256-битными ключами.
Использование возможностей компрессии и шифрования данных вносит совсем незначительную задержку – 6 мкс и потому совершенно не влияет на производительность передачи данных.
Еще в продуктах Brocade 8 Гбит/с появилась возможность объединения до трех директоров DCX или DCX-4S в единую высокопроизводительную фабрику при помощи линков ICL (Inter-Chassis Links). Второе поколение ICL в коммутаторах 16 Гбит/с развивает эту идею. И здесь изменения существенны.
Во первых, появилась возможность выбора топологии подключения директоров друг к другу. В относительно простых конфигурациях лучшим решением является объединение до трех директоров в топологию «каждый с каждым» (mesh).
В SAN, требующих большого количества портов для подключения оконечных устройств, возможна топология «центр – периферия» (core-edge), объединяющая при помощи линков ICL до шести директоров (рис. 3).
Вместо коротких медных кабелей длиной 2 м в новом решении будут использоваться оптические линки длиной до 50 м. Модули QSFP (Quad SFP) работают с четырьмя линками 16 Гбит/с, идущими к различным ASIC на платах CR (Core Routing blades).
Для обеспечения производительности и отказоустойчивости между директорами возможно подключение по меньшей мере четырьмя ICL, что гарантирует минимальную скорость межкоммутаторных соединений 256 Гбит/с.
Транкинг позволяет объединить до 4 ICL в единый агрегированный канал, увеличивая не только общую производительность, но и отказоустойчивость соединения.
Применение в качестве соединений коммутаторов не классических каналов ISL (Inter-Switch Link), а линков ICL дает возможность использовать порты директоров только для подключения оконечных устройств. В максимальной конфигурации отказ от iSL позволяет подключить в SAN на треть (33%) больше портов серверов и дисковых массивов.
Для передачи на скорости 16 Гбит/с в новых коммутаторах, естественно, будут использоваться новые оптические модули SFP. И в них Brocade тоже реализовала несколько новых инновационных улучшений.
Скорость передачи возрастает за счет увеличения частоты очень коротких лазерных импульсов, Однако в оптических каналах передачи существует модовая дисперсия, искажающая форму этих импульсов, растягивая их во времени.
Идущие друг за другом импульсы начинают накладываться друг на друга, и их уже не удается однозначно детектировать. Именно по этой причине длина оптических кабелей ограничена.
При удвоении скорости передачи с 4 до 8 Гбит/с в кабелях OM2 максимальная длина кабеля уменьшилась в целых три раза – со 150 до 50 м (табл. 2).
Таблица 2. Максимальная длина оптических кабелей
| OM1 | OM2 | OM3 | OM4 | |
| 1 | 300 | 500 | 860 | — |
| 2 | 150 | 300 | 500 | — |
| 4 | 50 | 150 | 380 | 400 |
| 8 | 21 | 50 | 150 | 190 |
| 16 | 15 | 35 | 100 | 125 |
В новых SFP 16 Гбит/с используется специальная синхронизирующая схема CDR (Clock and Data Recovery).
За счет этого при увеличении скорости передачи с 8 до 16 Гбит/с в кабелях OM3 максимальная длина кабеля уменьшилась всего лишь в 1,5 раза – со 150 до 100 м.
Brocade разработала технологию, которая позволила уменьшить размер и стоимость дополнительной схемы CDR, так что и их присутствие в SFP практически не влияет на цену модулей.
Переход на новые SFP 16 Гбит/с позволяет на 25% уменьшить энергопотребление в расчете на переданный бит информации. Один порт 16 Гбит/с потребляет всего 0,75 Вт, в то время как для работы двух портов 8 Гбит/с необходим 1 Вт.
Казалось бы, различие не слишком велико, однако в масштабах большого ЦОД такое снижение энергопотребления и соответствующее уменьшение тепловыделения позволит несколько снизить операционные затраты на поддержание работы комплекса.
Согласимся, этот параметр не является сколько-нибудь значимым в контексте принятия решения о переходе на новую инфраструктуру 16 Гбит/с, однако все-таки приятен в качестве дополнительного «бонуса».
С увеличением скорости передачи данных даже небольшие дефекты кабелей или коннекторов становятся критичными. Новый диагностический режим работы портов (D_Ports) значительно ускоряет процессы тестирования кабельной системы, а также поиска и устранения неисправностей в фабрике.
Тесты работоспособности модулей SFP, измерения длины кабелей, замеры задержек передач и различных метрик производительности выполняются на индивидуальных портах и никак не влияют на работоспособность остальной фабрики. Новая версия FOS 7.0 позволяет запускать тесты как из командной строки, так и применяя графический интерфейс.
Расширенные возможности аудита различных событий в логах RASlogs и Audit Logs позволят получать подробную информацию о происходящих в SAN событиях.
Теперь немного о новшествах в администрировании и управлении. И здесь наиболее ярко выделяется появление давно ожидаемой функциональности динамического выделения ресурсов в фабрике (Dynamic Fabric Provisioning, DFP). Она значительно ускоряет и упрощает процесс зонирования и LUN-маскирования новых серверов с 16 Гбит/с HBA и позволяет избежать перенастройки SAN в случае замены оборудования.
Как это работает? Не обошлось, конечно, без виртуализации. Коммутаторы в фабрике генерируют список возможных виртуальных адресов FA-WWN (Fabric-Assigned Port World Wide Names). Один или несколько FA-WWN назначаются конкретным физически портам. Далее адреса FA-WWN можно использовать для зонирования в фабрике или настройки LUN-маскирования на дисковых массивах.
При подключении сервера к физическому порту коммутатора его HBA в процессе соединения с фабрикой (FLOGI) получают и назначают себе в качестве WNN виртуальный FA-WWN.
Так как все необходимые настройки были сделаны заранее, ресурсы хранения сразу становятся доступны серверу. При замене HBA новая карта получит старый FA-WWN и будет работать с ним.
Соответственно, никакой перенастройки SAN не понадобится.
Преимущества функциональности DFP в администрировании SAN особенно заметны при использовании в сетях с большим количеством блейд-серверов, коммутаторы которых работают в режиме AG (Access Gateway).
Зачем все это?
Мы говорили выше о различных замечательных технических новшествах. Однако сами по себе они вряд ли нужны. В чем же заключаются реальные преимущества использования продуктов 16 Гбит/с в комплексах хранения?
Во первых, это, конечно, большая пропускная способность каналов передачи. Однако здесь сразу следует оговориться: производительность инфраструктуры SAN является важным фактором не для всех типов задач.
Так, большинство OLTP баз данных или Web-приложений очень чувствительны к ограничениям количества операций ввода-вывода и задержкам передачи. В то же время суммарные объемы генерируемых ими данных невелики и обычно не загружают даже 4 Гбит/с каналы.
Очевидно, что переключение таких серверов на инфраструктуру 16 Гбит/с с точки зрения производительности не даст никаких преимуществ.
В то же время существует ряд задач, которым уже тесно в рамках производительности каналов 8 Гбит/с, используемых в настоящее время.
Это, разумеется, резервное копирование и восстановление данных, приложения для интеллектуального анализа данных (data mining), а также задачи потоковой обработки данных, например видеопотоков.
Преимущества «широких» каналов 16 Гбит/с очевидны также при миграции данных. К примеру, для переноса 1 Тбайт информации теперь понадобится всего лишь 10 мин. Согласитесь, звучит впечатляюще!
Преимущества централизованного администрирования, управления и гибкой доставки приложений в последнее время сделали очень популярной идею использования инфраструктуры виртуальных рабочих мест (Virtual Desktop Infrastructure, VDI).
Однако одновременная загрузка огромного количества пользовательских сессий, например в начале рабочего дня, создает колоссальную нагрузку на SAN.
И здесь использование инфраструктуры 16 Гбит/с может существенно снизить время ожидания и общую удовлетворенность пользователей.
Надо отметить, что количество задач, требовательных к полосе пропускания каналов передачи, постоянно растет.
Усиливающаяся популярность технологий виртуализации, увеличение многопоточности приложений, использование больших объемов памяти RAM, производительных шин PCIe 3.
0 и флэш-накопителей – все это позволяет обрабатывать и передавать огромные потоки данных, что, в свою очередь, требует от сети хранения данных все большей и большей производительности.
Увеличение пропускной способности каналов позволяет объединять коммутаторы в сети с требуемым уровнем переподписки, но меньшим количеством ISL. Особенно это актуально для блейд-серверов, в которых используются внутренние коммутаторы-лезвия.
В центрах обработки данных с большим количеством коммутаторов и блейд-серверов переход части инфраструктуры на коммутаторы 16 Гбит/с значительно упростит работу с кабельной системой в целом (то, что называется cable management), а также процедуры поиска и устранения неисправностей в SAN.
Меньшее количество требуемых портов снижает общую стоимость владения.
Рискну сделать собственный прогноз. В течение ближайшего года технологии FC 16 Гбит/с органично займут свою нишу в эволюционном развитии сетей хранения данных. Однако старые технологии 4 и 8 Гбит/с сдадут свои позиции не сразу, а будут вытесняться постепенно, с появлением новых задач и ростом нагрузки на каналы передачи данных.
Наступают интересные времена, активное продвижение конвергентных сетей заметно теснит старый добрый Fibre Channel SAN. Актуальная на сегодня задача построения облачных инфраструктур в ближайшие несколько лет подтолкнет потребителей к построению гибридных сетей передачи и хранения данных, включающих в себя как классические FC, так и новые технологии CEE.
Загрузка...
