全面解读博通首款28nm异构知识型处理器

    【中关村在线报道】12月14日，博通宣布已开始提供业界首款28nm异构知识型处理器NLA12000系列的样品，NLA12000系列作为全新的“知识型处理器（Knowledge-based processor，简称KBP）”，不仅将性能提高多达24倍；更集成了NetRoute技术，可以实现以最低功耗支持超大容量IPv6；此外，它还不受协议查找表复杂程度影响，可提供确定性的高性能处理。可以说，NLA12000系列知识型处理器的出现，全面满足了3G/4G移动基础设施、数据中心及企业环境对扩展性和效率的新要求。

博通处理器和无线基础设施业务部产品线副总监Rajagopal Krishnaswamy先生

    那么究竟什么是知识型处理器（KBP）？它与传统的多核处理器有何不同？在IP流量爆发式增长，以及软件定义网络（SDN）、OpenFlow等新趋势出现的今天，它又带来了哪些创新改变？带着这些问题，我们第一时间采访了博通处理器和无线基础设施业务部产品线副总监Rajagopal Krishnaswamy先生。

    文化+执行力=高效整合

    今年10月，博通率先推出了业界首款28nm多核通信处理器；而今天，又提供了业界首款28nm异构知识型处理器NLA12000系列的样品。在收购NetLogic不到一年的时间里，博通连续推出了28纳米处理器系列产品，那么博通是如何实现高效整合的呢？对此，Rajagopal Krishnaswamy先生表示：“实现高效整合，主要因素有两个，首先，NetLogic和博通的文化很相似，我们都非常关注客户的新需求，并希望在第一时间提供给客户满足这些新需求的解决方案。其次，我们的团队在研发芯片时具备很高的执行力和集中力，这使得我们能够快速推出新的产品，引领业界。”

    全面解读博通首款28nm异构知识型处理器

    对于全新的NLA12000系列异构知识型处理器中的“异构”和“知识型”两个概念，Rajagopal Krishnaswamy先生做了详细的介绍，他表示：“所谓‘异构’就是我们把不同的功能用逻辑去做不同的事情，即把不同功能的处理单元集成在同一个芯片上，我们称之为异构。而‘知识型’处理器，它是由NetLogic（已于2012年2月被博通公司收购）提出的，是能够优化处理第2到第4层数据包包头的大规模并行处理器。简单来说，它是与NPU/交换器件/ASIC/多核CPU/FPGA联合使用的处理器，主要用于线速包头处理。”

    通过Rajagopal Krishnaswamy先生的介绍我们不难看出，NLA12000系列异构知识型处理器与此前推出的28nm多核通信处理器是完全不一样的产品。以处理IP数据包为例，多核处理器可以看到包的整个内容，并进行灵活处理；而KBP本身不会把包的内容做处理，而是仅对数据包的包头进行处理，从而全面提升数据包整体的处理能力。

    作为全球首款28nm异构知识型处理器，NLA12000系列采用了最先进的技术和最先进工艺；而博通作为28nm的第一代使用者，通过强大的研发实力和不断的探索，最终推出了业界最高性能的知识型处理器，其中每个器件的性能提高多达24倍，对此，Rajagopal Krishnaswamy先生特别介绍道：“这就是‘异构’带来的优势，以往我们都是进行大规模的处理，效率不高，而现在每个引擎都是针对性的不同方面进行优化，所以实现了高性能，而且高性能也使得单位时间内的功耗进一步降低了。”

    全新的NLA12000系列KBP可以很好地满足这些新一代网络的需求，并为用于路由器、交换机、业务网关、安全设备以及移动基础设施设备进行了优化。Rajagopal Krishnaswamy先生表示：“NLA12000系列是业界首个集成了第八代海量并行网络协议查找处理技术的处理器，采用了创新的低功耗、基于NetRoute算法的搜索技术，提供了不受协议表项复杂性影响的最高确定性性能及低延迟，支持多达200万条IPv6路径。”综上所述，NLA12000系列KBP除了提供业界最高的性能外，还凭借创新性NetRoute技术和28nm工艺技术相结合，从而实现了业界功耗最低的IPv4和IPv6搜索。

    NLA12000系列KBP主要特点：

NLA12000系列KBP主要特点

    1、每个器件的性能提高多达24倍，所支持的协议表项容量扩大2.4倍；

    2、每秒24亿次决策（BDPS），满足IPv4和IPv6数据包日益提高的线路速率要求；

    3、高速串行链路增强KBP与系统数据包处理器之间的通信能力：包括面向300 Gbps总带宽的12.5Gbps SerDes；

    4、支持网络处理器、FPGA以及各种ASIC的双端口互连模式；

    5、用多线程缓冲器（Context Buffer）和关键字处理单元（Key Processing Unit，简称KPU）提高了搜索灵活性；

    6、Range match编码引擎（Range Encoding Engine，简称REE）针对ACL提供高效率表项压缩；

    7、在芯片内部支持用于搜索表的关联数据，以实现最低的系统延迟。

    最后，Rajagopal Krishnaswamy先生总结道：“我们从第一代的产品到新一代28nm异构知识型产品，全面满足了IPv4到IPv6的转发功能需求，并可以在几百G的线速上有确定性的功能和确定性的延迟，此外还包括有深度检测等功能，这是我们15年的研发成果，它带来了业内最高的性能和最低的功耗。”

    满足未来新需求

    SDN和OpenFlow等新技术趋势驱动着对更高知识处理能力的需求，而博通首款28nm异构知识型处理器可以很好地满足这一新需求。对此，Rajagopal Krishnaswamy先生表示：“新的标准、新的协议，例如SDN和OpenFlow等，在它们的数据包包头里有着10种不同的单元，这大大增加了包头的复杂程度，要比IPv4和IPv6复杂的多，而博通NLA12000系列的好处就是，无论你的复杂度多高，我们都能实现线速处理。”

    对于目前火热的“大数据”浪潮，博通NLA12000系列将帮助CPU进一步提速，Rajagopal Krishnaswamy先生特别介绍道：“通常我们是直接用CPU或专用处理器进行数据包的处理，而结合NLA12000系列，将首先把数据包包头发送到KBP，然后将包分好类，并将处理的结果反回给CPU，再决定是否处理或如何分配处理，这样可以大大提升效率。”

    据了解，博通的28nm异构KBP已开始提供样品，并将于2013年上半年开始批量供货。而对于产品的未来发展，Rajagopal Krishnaswamy先生表示：“目前比较细节的内容还不能透露，但在博通收购NetLogic之后，博通非常重视KBP产品，并以在KBP身上进行了大力投入，随后也将会有很多新产品和大家陆续见面。”

    博通在芯片领域的优势

    目前博通的一些合作伙伴的产品采用了自主研发的芯片，那么博通是如何看待这一问题的呢？Rajagopal Krishnaswamy先生表示：“这个要从两方面来看，一方面，这个问题其实一直以来都存在，我们的一些大的客户，思科也就，都有做芯片的能力。而厂商自研的芯片通常有特殊用途，而这些芯片又是博通不做的。而在通用芯片解决方案方面，博通凭借多年的技术积累和专业性，芯片性能一直保持领先。此外，在另一方面，随着生产工艺不断的提高，生产设计芯片的成本越来越高，OEM他们面对的是自己的市场，而博通做一个专业芯片是面向整个领域的客户，所以在成本上我们更具优势。”

    保持在28nm工艺技术的领先地位

    通过Rajagopal Krishnaswamy先生的全面介绍我们不难看出，无论搜索数据库多大或多复杂，NLA12000系列都能同时实现高性能和确定性的低延迟，这是博通新的异构KBP与众不同之处。而凭借在知识型处理领域超过15年的创新历史，NLA12000系列突破性的异构架构极大地提高了性能，满足了日益复杂的各种协议查找表项数据库的要求，同时最大限度地降低了路由器、交换机、移动基础设施设备和安全设备的功耗，而这一切，都将帮助博通继续保持在28nm工艺技术的领先地位。