6 月 20日，思科宣布推出專(zhuān)為人工智能超級(jí)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的新型網(wǎng)絡(luò)芯片，在推出 Cisco Silicon One 三年半之后，思科宣布推出第四代設(shè)備，即 Cisco Silicon One G200 和 Cisco Silicon One G202，將與博通和 Marvell Technology 的產(chǎn)品展開(kāi)直接競(jìng)爭(zhēng)。

目前幾家主要的云供應(yīng)商已經(jīng)在測(cè)試這些芯片，不過(guò)思科沒(méi)有透露相關(guān)公司的名稱(chēng)。根據(jù) Bofa Global Research的數(shù)據(jù)，主要的云計(jì)算參與者包括AWS、微軟 Azure 和谷歌云等。

隨著ChatGPT等 AI 應(yīng)用的日益普及，單顆芯片的通信速度變得極其重要。

一次推出兩大芯片

最新一代思科以太網(wǎng)交換機(jī) G200 和 G202 的性能是其前代產(chǎn)品的兩倍。這些芯片可以將多達(dá) 32,000 個(gè)圖形處理單元 (GPU) 連接在一起，使其非常適合 AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)工作負(fù)載。

｜51.2 Tbps 交換機(jī)的優(yōu)勢(shì)

思科研究員 Rakesh Chopra 強(qiáng)調(diào)，G200 和 G202 芯片將成為市場(chǎng)上最強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)芯片，為 AI/ML 任務(wù)提供更高的效率。

Cisco Silicon One G200

Cisco Silicon One G200 是一款 5 納米、51.2 Tbps、512 x 112 Gbps 的SerDes設(shè)備，具有可編程、確定性、低延遲等特性，且具備高級(jí)可見(jiàn)性和控制能力。Cisco Silicon One G200 提供了統(tǒng)一架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，專(zhuān)注于基于以太網(wǎng)的增強(qiáng)型AI/ML和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模主干部署。

｜Cisco Silicon One G200的構(gòu)成

Cisco Silicon One G200 特性如下：

G200 展示了業(yè)界首款完全定制的 P4 可編程并行數(shù)據(jù)包處理器，每秒能夠啟動(dòng)超過(guò) 4350 億次查找。它以全速提供 SRv6 Micro-SID (uSID) 等高級(jí)功能，并支持復(fù)雜流程的完整運(yùn)行到完成處理。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)包處理架構(gòu)確保了靈活性以及確定性的低延遲和功耗。

與替代解決方案相比，G200 憑借更高的基數(shù)脫穎而出，擁有 512 個(gè)以太網(wǎng) MAC。通過(guò)消除不必要的層，顯著降低客戶(hù)網(wǎng)絡(luò)部署的成本、功耗和延遲。

G200 能夠驅(qū)動(dòng) 43 dB 碰撞通道，支持共封裝光學(xué)器件 (CPO)、線性可插拔對(duì)象 (LPO) 以及 4 米 26 AWG 銅纜的使用，超過(guò)了最佳機(jī)架內(nèi)連接的 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)。

此外，G200具有先進(jìn)的擁塞感知負(fù)載均衡技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)能夠避免傳統(tǒng)的擁塞事件。還有先進(jìn)的packet-spraying 技術(shù)，最大限度地減少了網(wǎng)絡(luò)擁塞熱點(diǎn)的產(chǎn)生。

｜Cisco Silicon One G200框圖

Cisco Silicon One G202

Cisco Silicon One G202 處理器是一款 25.6-Tbps、全雙工、獨(dú)立的交換處理器，可用于構(gòu)建固定外形規(guī)格的交換機(jī)，適合利用 50G SerDes 與交換機(jī)進(jìn)行光纖連接的客戶(hù)，非常適合網(wǎng)絡(luò)級(jí)數(shù)據(jù)中心脊葉應(yīng)用和 AI/ML 應(yīng)用。

｜Cisco Silicon One G202框圖

Cisco Silicon One G200 和 G202 可優(yōu)化 AI/ML 工作負(fù)載的實(shí)際性能，同時(shí)通過(guò)重大創(chuàng)新降低網(wǎng)絡(luò)成本、功耗和延遲。

為了實(shí)現(xiàn) Cisco Silicon One 的愿景，思科七年前開(kāi)始投資關(guān)鍵技術(shù)——高速 SerDes 開(kāi)發(fā)。思科意識(shí)到隨著速度的提高，行業(yè)必須轉(zhuǎn)向基于ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的 SerDes。

SerDes 作為高性能計(jì)算和 AI 部署的基本網(wǎng)絡(luò)互連組件，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。如今，思科的下一代超高性能和低功耗 112 Gbps ADC SerDes 能夠支持 4 米直連電纜 (DAC)、傳統(tǒng)光學(xué)器件、LDO)和CPO，同時(shí)最大限度地減少硅晶片面積和功率。

思科押寶網(wǎng)絡(luò)芯片，擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)版圖

過(guò)去多年里，F(xiàn)acebook 和微軟等巨頭一直在設(shè)計(jì)自己的網(wǎng)絡(luò)硬件，并將生產(chǎn)外包給海外制造商。思科之所以會(huì)滋生這個(gè)想法，是因?yàn)榇笮?a href="http://m.xsypw.cn/v/" target="_blank">科技公司希望可以創(chuàng)建滿(mǎn)足其特定需求的定制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而不是購(gòu)買(mǎi)思科的傳統(tǒng)路由器和交換機(jī)。

思科CEO Chuck Robbins在2019年接受媒體外媒的時(shí)候曾表示：“向服務(wù)提供商（包括電信公司）銷(xiāo)售產(chǎn)品，幾年來(lái)一直是一個(gè)艱難的市場(chǎng)。”公司的業(yè)績(jī)和股市也在這段時(shí)間遭受沖擊。這就驅(qū)使網(wǎng)絡(luò)巨頭去尋找新的路數(shù)。因此，思科希望通過(guò)銷(xiāo)售專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)芯片，吸引那些自己制造硬件但仍需要專(zhuān)用芯片的科技巨頭。

思科從1999年收購(gòu)半導(dǎo)體公司StratumOne Communications，之后通過(guò)多次收購(gòu)半導(dǎo)體相關(guān)公司，積累了豐富的人才和技術(shù)資源。2019年，思科掀開(kāi)了公司自研芯片的轟轟烈烈新序幕，并于當(dāng)年12月首次推出了Silicon One芯片架構(gòu)，當(dāng)時(shí)稱(chēng)其目標(biāo)是為“未來(lái)網(wǎng)絡(luò)奠定通用基礎(chǔ)”。

對(duì)外銷(xiāo)售公司思科推出的Silicon One芯片就成為了思科的新“救命稻草”。思科也希望通過(guò)這種方式帶來(lái)改變，吸引客戶(hù)購(gòu)買(mǎi)思科的新芯片或由他們提供動(dòng)力的公司新路由器和交換機(jī)。思科CEO Chuck Robbin更是自豪地說(shuō)：“從今天開(kāi)始，我們將做一些你們中的一些人從未想過(guò)我們會(huì)做的事情——向我們的一些客戶(hù)出售我們的芯片并幫助他們構(gòu)建其產(chǎn)品。”思科在當(dāng)時(shí)也透露，他們正在向包括 Facebook、微軟和AT&T在內(nèi)的少數(shù)知名企業(yè)銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)芯片。

近日，思科又帶來(lái)了用于人工智能超級(jí)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)芯片。思科表示，這些芯片可以幫助執(zhí)行人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)，減少 40% 的交換機(jī)和更少的延遲，同時(shí)提高能效。

思科正面硬剛，博通、Marvell如何應(yīng)對(duì)？

盡管思科來(lái)勢(shì)洶洶，但早在市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的博通和 Marvell可不是吃素的。

今年3月，Marvell推出了用于 800 Gb/秒交換機(jī)的 51.2 Tb/秒 Teralynx 10交換機(jī)ASIC。

早在2021年，Marvell就收購(gòu)了云數(shù)據(jù)中心商業(yè)交換機(jī)芯片供應(yīng)商Innovium。Innovium于 2019 年 9 月推出了 Teralynx 5 芯片，速度范圍從 1 Tb/秒到 6.4 Tb/秒，隨后推出的Teralynx 7 直接與博通的“Tomahawk 4”StrataXGS對(duì)標(biāo)， 2020 年 5 月，Innovium推出了 Teralynx 8 交換芯片，針對(duì)超大規(guī)模器和云構(gòu)建器的葉、脊和數(shù)據(jù)中心互連 (DCI) 用例，使用 100 Gb/秒 PAM-4 編碼跨 8 Tb/秒到 25.6 Tb/秒在給定帶寬下創(chuàng)建以太網(wǎng)端口。

據(jù)Marvell介紹，Teralynx 10 是更大、更胖（fat）的交換機(jī) ASIC，它也基于采用 PAM-4 編碼的 100 Gb/秒 SerDes，是一款專(zhuān)為 800GbE 時(shí)代設(shè)計(jì)的 51.2T 可編程 5nm交換機(jī)芯片，旨在解決運(yùn)營(yíng)商帶寬爆炸的問(wèn)題，同時(shí)滿(mǎn)足嚴(yán)格的功耗和成本要求。它可適用于下一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的 leaf 和 spine 應(yīng)用，以及 AI / ML 和高性能計(jì)算 (HPC) 結(jié)構(gòu)。

據(jù)介紹，一個(gè) Teralynx 10 相當(dāng)于 12 個(gè) 12.8 Tbps 一代芯片，由此可以在同等容量下減少 80% 的功耗。Teralynx 10 具有 512 個(gè)長(zhǎng)距離 (LR) 112G SerDes，有了它，交換機(jī)系統(tǒng)可以開(kāi)發(fā)出更全面的交換機(jī)配置，例如 32 x 1.6T、 64 x 800G 和 128 x 400G 鏈路。

4 月，博通也發(fā)布了新的 Jericho3-AI 芯片，可以將多達(dá) 32,000 個(gè) GPU 芯片連接在一起。

在交換機(jī)芯片部分，博通有三個(gè)系列的交換芯片，Tomahawk系統(tǒng)芯片是高帶寬交換機(jī)平臺(tái)芯片；Trident系列芯片是多功能的平臺(tái)芯片；Jericho系列芯片則主打較低帶寬，但有多緩沖和可編程性平臺(tái)芯片；博通Jericho3-AI是Jericho系列中的最新成員。

Jericho3-AI結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是負(fù)載平衡，以保持鏈路不擁擠，結(jié)構(gòu)調(diào)度，零影響故障切換，以及具有高以太網(wǎng)徑向。

據(jù)介紹，Jericho3-AI 的最高吞吐量為 28.8Tb/s。它有 144 個(gè)以 106Gbps PAM4 運(yùn)行的 SerDes 通道，支持多達(dá) 18 個(gè) 800GbE/36 個(gè) 400GbE/72 個(gè) 200GbE 網(wǎng)絡(luò)端口。Jericho3-AI 還具有比上一代改進(jìn)的負(fù)載平衡功能，以確保最大的網(wǎng)絡(luò)利用率和無(wú)擁塞操作。

網(wǎng)絡(luò)芯片在人工智能應(yīng)用中的意義

ChatGPT 等人工智能應(yīng)用嚴(yán)重依賴(lài) GPU 等專(zhuān)用芯片。這些芯片之間的高效通信對(duì)于確保最佳性能至關(guān)重要。思科網(wǎng)絡(luò)芯片的推出旨在滿(mǎn)足這一需求并為 AI 超級(jí)計(jì)算機(jī)提供增強(qiáng)的連接性。

650 Group在最近的一篇博客中指出，思科在不斷增長(zhǎng)的人工智能網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)占據(jù)了一席之地，該市場(chǎng)的其他玩家還包括博通、Marvell和Arista 等。預(yù)計(jì)到 2027 年人工智能網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到 100億美元。

過(guò)去兩年，人工智能網(wǎng)絡(luò)蓬勃發(fā)展。未來(lái)AI/ML 將成為網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的巨大機(jī)遇，并且將成為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力之一。650 Group表示：“未來(lái) 10 年，許多垂直行業(yè)將因人工智能而經(jīng)歷多次變化。”

審核編輯：劉清