A adição de processadores mais genéricos e mais rápidos a roteadores, switches e outros equipamentos de rede pode melhorar o desempenho, mas aumenta os custos do sistema e as demandas de energia, ao mesmo tempo que faz pouco para solucionar a latência, uma das principais causas de problemas de desempenho nas redes.

Por outro lado, o silício inteligente minimiza ou elimina os pontos de estrangulamento de desempenho reduzindo a latência para tarefas de processamento específicas.

Em 2013 e além, os engenheiros projetistas usarão cada vez mais o silício inteligente para alcançar os benefícios de sua ordem de magnitude, maior desempenho e maior eficiência em custo e energia.

Redes Empresariais

No passado, a Lei de Moore era suficiente para acompanhar o ritmo das crescentes cargas de trabalho de computação e rede. Hardware e software em grande parte avançados em sincronia: conforme o desempenho do processador aumentou, recursos mais sofisticados puderam ser adicionados ao software.

Essas melhorias paralelas tornaram possível criar softwares mais abstratos, permitindo que funcionalidades muito mais altas fossem construídas mais rapidamente e com menos esforço de programação.

Hoje, no entanto, essas camadas de abstração estão dificultando a execução de tarefas mais complexas com desempenho adequado.

Os processadores de uso geral, independentemente de sua contagem de núcleos e clock, são lentos demais para funções como classificação, segurança criptográfica e gerenciamento de tráfego, que devem operar dentro de cada pacote. Além disso, essas funções especializadas devem ser executadas sequencialmente, restringindo a oportunidade de processá-las em paralelo em vários núcleos..

Por outro lado, esses e outros tipos especializados de processamento são aplicativos ideais para o silício inteligente, e é cada vez mais comum ter vários mecanismos de aceleração inteligentes integrados com múltiplos núcleos em processadores de comunicações SoC (System-on-Chip) especializados..

O número de mecanismos de aceleração específicos de função disponíveis continua a crescer e as geometrias decrescentes tornam possível integrar mais mecanismos em um único SoC..

É até mesmo possível integrar a propriedade intelectual exclusiva de um fornecedor de sistemas como um mecanismo de aceleração personalizado dentro de um SoC. Juntos, esses avanços possibilitam a substituição de vários SoCs por um único SoC para permitir arquiteturas de rede mais rápidas, menores e mais eficientes em termos de energia..

Redes de Armazenamento

O maior gargalo nos datacenters hoje é causado pela diferença de cinco ordens de magnitude na latência de E / S entre a memória principal nos servidores (100 nanossegundos) e as unidades de disco rígido tradicionais (10 milissegundos).

A latência para redes de área de armazenamento externas (SANs) e armazenamento conectado à rede (NAS) é ainda maior por causa das restrições de rede e desempenho que ocorrem quando um único recurso atende várias solicitações simultâneas sequencialmente em filas profundas..

O armazenamento em cache de conteúdo na memória em um servidor ou em uma SAN em um dispositivo de cache de RAM dinâmica (DRAM) é uma técnica comprovada para reduzir a latência e, assim, melhorar o desempenho em nível de aplicativo.

Mas hoje, como a quantidade de memória possível em um servidor ou dispositivo de cache (medido em gigabytes) é apenas uma pequena fração da capacidade de até mesmo um único disco (medido em terabytes), os ganhos de desempenho alcançados pelo cache tradicional são insuficientes lidar com o dilúvio de dados.

Os avanços nos processadores de memória flash NAND e armazenamento flash, combinados com algoritmos de cache mais inteligentes, romperam a barreira tradicional de escalabilidade de cache para tornar o armazenamento em cache uma maneira eficaz, poderosa e econômica de acelerar o desempenho do aplicativo.

O armazenamento em estado sólido é ideal para armazenamento em cache, pois oferece latência muito menor do que as unidades de disco rígido com capacidade comparável. Além de fornecer maior desempenho de aplicativos, o armazenamento em cache permite que os servidores virtualizados realizem mais trabalhos, de maneira econômica, com o mesmo número de licenças de software.

O armazenamento de estado sólido geralmente produz os maiores ganhos de desempenho quando o cache flash é colocado diretamente no servidor no barramento PCIe®. O software de cache inteligente é usado para colocar dados quentes ou acessados ​​com mais frequência em armazenamento flash de baixa latência.

Os dados quentes são acessíveis de forma rápida e determinista sob qualquer carga de trabalho, já que não há conexão externa, nenhuma rede interveniente para uma SAN ou NAS e nenhuma possibilidade de congestionamento de tráfego associado e atraso.

Emocionante para aqueles encarregados de gerenciar ou analisar grandes entradas de dados, algumas placas de aceleração de cache flash agora suportam múltiplos terabytes de armazenamento em estado sólido, permitindo o armazenamento de bancos de dados inteiros ou outros conjuntos de dados como dados quentes..

Redes móveis

O volume de tráfego nas redes móveis está dobrando a cada ano, impulsionado principalmente pela explosão de aplicativos de vídeo. A largura de banda de acesso por usuário também está aumentando em uma ordem de magnitude de cerca de 100 Mb / s em redes 3G para 1 Gb / s em redes avançadas Long Term Evolution (LTE) 4G, o que por sua vez levará ao surgimento de mais gráficos aplicações intensivas em largura de banda.

As estações base devem evoluir rapidamente para gerenciar cargas de rede crescentes. Na infra-estrutura, vários rádios estão sendo usados ​​em sistemas de antenas distribuídas semelhantes a nuvens e as topologias de rede estão se achatando..

As operadoras planejam oferecer qualidade de serviço avançada com serviços baseados em localização e faturamento com reconhecimento de aplicativo. Como na empresa, lidar cada vez mais com essas tarefas complexas e em tempo real só é viável com a adição de mecanismos de aceleração integrados ao silício inteligente..

Para fornecer dados de alta velocidade 4G de forma confiável para um número crescente de dispositivos móveis, as redes de acesso precisam de células menores e mais pequenas, o que impulsiona a necessidade de implantação de SoCs em estações base.

Reduzir a contagem de componentes com SoCs tem outra vantagem importante: menor consumo de energia. Da borda ao núcleo, o consumo de energia é agora um fator crítico em todas as infraestruturas de rede.

Redes corporativas, arquiteturas de armazenamento de datacenter e infraestruturas de rede móvel estão em meio a mudanças rápidas e complexas. A melhor e possivelmente a única maneira de lidar de forma eficiente e econômica com essas mudanças e aproveitar as oportunidades do dilúvio de dados é adotando soluções de silício inteligentes que estão surgindo de várias formas para enfrentar os desafios das redes de última geração..

  • Greg Huff é diretor de tecnologia da LSI. Nesta capacidade, ele é responsável por moldar a futura estratégia de crescimento dos produtos LSI nos mercados de armazenamento e redes