Tinklo procesoriai gali iš esmės pakeisti internetinės struktūros kūrimą. Griežtas spartaus naujų sprendimų įdiegimo rinkoje reikalavimas sąlygos standartinių programinės įrangos valdomų tinklo procesorių galią išstumti specialiais integriniais grandynais ASIC (Application Specific Integrated Circuit - taikomoji integrinė schema) paremtus įrenginius. Švedų savaitraštyje "Elektronik i Norden" skelbiamame interviu amerikiečių kompanijos MMC specialistas Robinas Melnickas dėsto savo nuomonę apie šias tendencijas.

   Ar daug kas girdėjote apie kompaniją MMC? Matyt, nelabai daug.

   "Bet faktiškai būtent MMC ir išrado tinklo procesoriaus koncepciją", - sako rinkodaros skyriaus šefas Robinas Melnickas. "Mes vadiname save "Network Processor Company" ir šią sąvoką saugome kaip prekės ženklą ir JAV, ir Europoje."

   MMC tinklo procesoriumi vadina procesorių, kuris visiškai valdomas programinės įrangos ir optimizuotas kelių rūšių tinklo įrangai.

   "Tinklo procesoriai turėtų sukelti revoliucinius pokyčius taip, kaip ir kuriama Interneto struktūra. Tie pokyčiai prasidės tuomet, kai įranga su procesoriais, kurie programuojami aparatūriškai, bus pakeisti programine įranga valdomais procesoriais."

   Viską lemia sąvoka "time-to-market" (laikas iki patenkant į rinką). Jei, pavyzdžiui, naudojama ASIC, galima gauti tai, ko norima, bet reikia palaukti keletą metų. O šiandieninėje situacijoje net ir mėnesiu suvėlavimas gali kainuoti milijoninius nuostolius. Visi nori gauti jiems reikalingus produktus greitai, todėl jie nori nenori pradės naudoti tinklo procesorius.

   "Didžiausias mūsų klientas yra Cisco, kuriam tenka apie 25 proc. kompanijos apyvartos. Taip buvo iki tol, kol ši kompanija nusipirko Aeropoint, didžiausią tinklo internetinių komutatorių gamintoją. Bet Aeropoint irgi mūsų klientas, todėl dabar Cisco iš viso nuperka 40 proc. mūsų gaminių.

   Nortel, Lucent, Alcatel, Fujitsu - tai kiti mūsų klientai, naudojantys tinklo procesorius. Tai didelės kompanijos, gaminančios šimtus įvairių įrenginių, o tai reiškia, kad jiems dirba dideli konstruktorių, norinčių patys spręsti, kaip turi atrodyti jų gaminys, kolektyvai. Kiekviename tokiame kolektyve rasime po kelis tuzinus žmonių, vartojančių tinklo procesorius."

Didžiausi konkurentai

   "Didžiausi mūsų konkurentai yra ne Intel, Motorola ar IBM, kurios gamina panašius produktus. Blogiau yra, kai ASIC kuriančios kompanijos vis dar bando įsiūlyti mūsų potencialiems klientams savo pasenusią įrangą. Todėl mums tenka visą laiką bendrauti su klientais ir įtikinėti juos nebijoti naujovių."

   Šiuo metu stengiamasi padidinti tinklo procesorių spartą. Sparčiausi šiandieniniai lustai skiriami OC-48 lygmeniui (2,4 Gb/s). MMC neseniai pristatė savo strateginį planą, kuriame numatoma sukurti tinklo procesorių OC-192c (10 Gb/s) lygmeniui. Tikimasi, kad pirmieji šios serijos gaminiai pasirodys dar 2001 m.

   "Neseniai mes taip pat sukūrėme tinklo procesoriams C kalbos kompiliatorių. Svarbiausia to pasekmė ta, jog dabar mūsų procesoriai pasidarė paprasčiau programuojami. Šis gaminys labai sutrumpino tinklo procesorių kelią iki rinkos. Anksčiau programas reikėdavo rašyti "Assembleriu". Mūsų konkurentų procesoriai iki šiol tesupranta tik šią kalbą."

Asmeninis kompiuteris ir tinklo korta

   Įdomu žvilgtelėti kokius dešimt metų atgal ir pasižiūrėti, kaip buvo konstruojami maršrutizatoriai tuomet. Tuomet buvo naudojamas bendras CPU (Central Processing Unit - centrinis procesorių blokas), prie kurio per šyną prijungdavo daug tinklo kortų. Patį maršrutizavimą atlikdavo programiškai. Ir dabar galima sukurti maršrutizatorių iš įprastinio asmeninio kompiuterio ir poros tinklo kortų, bet toks sprendimas bus labai lėtas.

   Kai buvo pradėti kelti didesni reikalavimai spartai, bendro CPU neatsisakyta, bet kiekviena linijos korta buvo papildoma paskirstytuoju CPU, MAC ir PHY. Visa tai ir toliau jungiama prie procesoriaus per šyną. Šitaip, pavyzdžiui, atrodo Cisco 7500.

Vietoj šynos

   Šiandien lėtąją šyną keičia "audinys" arba kryžminiai perjungikliai. Dešimtis linijos kortų galima jungti prie vienintelio kryžminio perjungiklio, grindžiamo specialiai sukurtu, labai sparčiu ASIC. Kiekvienoje linijos kortoje signalai daugiausia apdorojami paskirstytojo ASIC. Kažkur visoje šioje schemoje dar yra ir bendras procesorius.

   Bet ką daro pats maršrutizatorius? Jis priima paketą, nustato kur link jį reikia pasiųsti, nurodo, į kurį portą jis turi būti perduotas, galbūt pagerina šiek tiek QoS (paslaugų kokybė) ir numato galimus atsarginius paketo maršrutus. Visa tai atlieka specialiai sukonstruotas ASIC, prižiūrimas centrinio CPU.

   "Šio sprendimo trūkumas, dėl kurio mes ir stengiamės įtikinti klientus ieškoti geresnių variantų, yra ilgas įrangos kelias iki rinkos. Aišku, ASIC galima pagaminti labai sparčius, bet tai užtruktų dvejus trejus metus. Kai jie galiausiai pasiektų klientus, grandynų funkcijos būtų "kietai" įrašytos, ir jei reiktų ką nors keisti, tektų vėl laukti."

   "Tinklo procesoriaus pranašumas yra tas, jog klientas gali pasiimti mikroschemą iš mūsų sandėlio ir iš karto užprogramuoti jame tas funkcijas, kokių jam reikia. Viena vertus, tai galima padaryti daug greičiau nei kurti naują mikroschemą, kita vertus, paprasčiausiai nesunku prireikus padaryti reikiamas korekcijas. Taigi, galima kalbėti ne vien apie trumpesnį "time-to-market", bet ir apie pailgėjusį "time-in-market".

   Standartiniame MMC asortimente rasime ir programiškai valdomų linijos kortoms procesorių ir kryžminių perjungiklių. Tinklo procesorių šeima buvo pakrikštyta nP, o kryžminiai perjungikliai su atitinkama srautų vadybos įranga - nPX. Srautų valdymo įranga gali, pavyzdžiui, praplėsti arba apriboti atskiriems vartotojams priklausančią dažnių juostą; šias funkcijas vykdo nPX gaminių aparatūrinė įranga.

Standartiniai produktai

   "Dabar mes matome, kaip nuo ASIC paremtų specializuotų gaminių pereinama prie standartinių produktų, kurių funkcijas galima keisti programiškai. Prieš aštuonerius devynerius metus kiekvienas tinklų įrangos gamintojas kūrė savo fiziniam sluoksniui (PHY) skirtas mikroschemas. Dabar to praktiškai nebedaro niekas. Tokie gamintojai kaip PMC, AMCC ar Vitesse tiekia standartinius produktus su įrašytomis reikalingomis funkcijomis."

   Dabar taip pat pastebima tendencija, jog panašiai nuo ASIC prie standartinių produktų pereinama vis aukštesnės ir aukštesnės pakopos komponentuose. Iš jų visų tinklo procesoriai yra patys sudėtingiausi, nes turi savyje labai daug paketų modifikavimui ir manipuliavimui reikalingos inteligencijos.

   "Jų vertė yra ta, kad konstravimo ciklas labai sutrumpėja. Normaliai ASIC konstravimas užtrunka nuo 15 iki 30 mėnesių. Naudojant standartinius produktus ši trukmė sumažėja labai žymiai. Bet iš tikrųjų didelių laimėjimų gaunama tuomet, kai reikia sukurti tobulesnes prietaiso versijas. Mūsų koncepcija leidžia perprogramuoti procesorių. Netgi nereikia nieko keisti įrangos plokštėje. Visiškai naujas gaminys šitaip atsiranda per 69 mėnesius."

NISC architektūra

   Pačiame procesoriuje nėra CPU, tikrąja šio žodžio prasme, nes jam keliamos visai kitos užduotys nei įprastiniam CPU. Procesorius privalo greitai permesti duomenis sistemos viduje. Pati šerdis sukonstruota kompanijos specialistų; joje naudojama NISC architektūra (Network-optimized Instruction Set Computing device - tinklui optimizuoto instrukcijų rinkinio skaičiuojantis prietaisas). Pavadinimas atspindi tai, jog procesorius gali atlikti daug tinklui būdingų užduočių turėdamas tik vieną instrukciją, - pavyzdžiui, prikabinti prie paketo antraštę. Bendras instrukcijų skaičius siekia apie tuziną.

   MMC konkurentai vietoj to įsigyja kurios nors RISC šerdies licencijas. Pavyzdžiui, Intel savo tinklo procesoriuos naudoja kelias StrongARM šerdies iteracijas, o Motorola savuosiuose tinklo procesoriuose - net 16 MIPS šerdies iteracijų. Visa tai daroma siekiant padidinti procesoriaus spartą. Bet tokį kelią sąlygoja pora problemų - viena jų yra sklaidomoji galia. Kai ji pasiekia nuo 20 iki 40 W, procesoriai gerokai įšyla. MMC procesorius nP7120, skirtas OC-48 spartoms, turi tik dvi šerdis, todėl šiuo atveju išsiskiria mažesnė nei 4 W galia.

   MMC buvo įkurta 1992 m., o biržoje užregistruota 1997 m. Kalbama, kad kompanija susijungs su svarbiausiu PHY mikroschemų gamintoju AMCC iš San Diego. Po susivienijimo bendra abiejų kompanijų rinkos vertė sieks 4,5 mlrd. dolerių - naujoji firma bus didžiausia pasaulyje komunikacijoms skirtų integrinių grandynų gamintoja bei antra pagal dydį puslaidininkių pramonės įmonė Jungtinėse Valstijose.