随着5G、物联网、多媒体应用等技术的发展,数据流量呈指数增长,极大地推动了高容量超大规模数据中心的建设。
以太网已成为超大规模数据中心服务器之间通信首选的网络协议,因为它允许企业分解网络交换机并独立安装其软件操作系统,并可以通过晶体管扩展来降低每比特的成本/功耗,实现经济高效、密集开放的交换机和网络技术。
以太网是一种计算机网络技术,它定义了开放系统互连 (OSI) 模型的物理层和数据链路层,IEEE 802.3 标准以一种结构化方式描述这些功能,强调系统的逻辑划分以及其如何组合在一起。由媒体接入控制 (MAC) 组成的数据链路层可创建以太网数据帧,并使用底层以太网物理层通过介质传输数据帧。
以太网物理层(简称PHY)是一个抽象层,负责传输和接收数据。PHY对传输的数据帧进行编码,并按照特定的操作调制速度、传输媒体类型和支持的链路长度对接收的帧进行解码。
举个例子,我们的笔记本电脑都有“以太网接口”。图1描述了如何通过以太网电缆将数据传入和传出处理器。在这种情况下,由CPU中的以太网MAC组装的以太网数据帧(数据包),通过IEEE802.3标准定义的MII/GMII穿过母板(一个印刷电路板),到达以太网PHY。
数据中心实际上是一种通过光和铜介质连接的计算和存储系统的网络。使用到的光纤有单模和多模两种,单模光纤 (SMF) 更加节能,同时可提供最大的覆盖范围,而多模光纤 (MMF) 更具成本效益,通常适用于 500 米以内的使用场景,服务器机架单元到机架顶部 (TOR) 交换机链路通常使用双轴铜缆实现。
来自服务器群某个机架单元处理器的数据包通过 PCIe 接口进入网络接口卡 (NIC),再通过实现 MAC 功能创建以太网帧。数据帧通过双轴铜缆 PHY 或 DAC 电缆到达架顶 (ToR) 交换机。根据 DAC 电缆长度和 ToR 机架单元物理位置中的交换芯片,可能还需要 retimers 来增强信号质量,以扩展电气信号的覆盖范围,ToR 交换机对数据帧进行路由,光模块则通过实现电气和光学 PHY 功能将媒介从电转换为光。
IEEE802.3-2018 和以太网技术联盟 (ETC) 分别定义了 400 Gb/s 和 800 Gb/s 的标准。值得注意的是,800 Gb/s以太网也是基于IEEE 802.3-2018和802.3ck的400 Gb/s以太网访问方法和物理层标准。
以太网已成为现代高性能计算数据中心服务器间通信的事实标准,高性能计算不断增加的带宽需求也在促使以太网互连和PHY技术不断变革,系统和 SoC开发者必须了解不同类型互连的特性以及针对其目标应用的PHY技术。
以太网数据帧通过各种通道和介质类型在多个服务器单元之间传输,以太网系统中完整的MAC和PHY方案则可以缩短设计周期时间并提供差异化的性能,因此以太网PHY IP将对高性能计算SoC起到重要的作用。
核心IP,会不会也包含PHY IP?
裕太微
公司:中国大陆稀缺的以太网物理层芯片供应商。裕太微专注于高速有线通信芯片,是中国大陆极少数拥有自主知识产权并实现大规模销售的以太网物理层芯片供应商,已有百兆、千兆等传输速率以及不同端口数量的产品组合,2.5GPHY产品已通过下游客户测试,实现销售。
华为旗下哈勃科技持股9.29%,是公司第四大股东。华为通过全资子公子哈勃科技间接持有发行人9.29%股份。浙江华为是公司的关联方。
行业:PHY研发难度大,行业壁垒高。PHY工作于OSI网络模型的最底层,是一个复杂的数模混合芯片系统,芯片研发需要深厚的数字、模拟、算法全方位的技术经验以及设计团队高效配合。对于行业新进入者来说,积累技术经验、成功导入下游客户,通常需要较长的时间。公司产品已成功进入普联、盛科通信、新华三、海康威视、汇川技术、诺瓦星云、烽火通信、大华股份等公司,打入被国际巨头长期主导的市场。