2024-08-04 Broadcom ASIC まとめ
Broadcom の ASIC について、情報をまとめるページです。
使われている製品として、
- Cisco Nexus 3000
- Cisco NCS 5500 , 5700
- Arista DCS
- Juniper QFX5k
- Extreme Networks VSP (旧 Avaya)
などがあります。
Broadcom ASIC の適用範囲
最初は Leaf の Trident , Spine の Tomahawk , ルータの Jericho と覚えとけば良いでしょう。
Trident
- エンタープライズ
Tomahawk
- ハイパースケール データセンター
Jericho / Qumran / Ramon
- ルータ向き
- サービス プロバイダー
参考 URL : Networking Chips Buyer’s Guide
ASIC 比較表
| コードネーム | 用途 | 概要 | パケット
バッファ |
データベースの
仕組みとスケール |
パイプラインの
深さ |
テーブルの
大きさ |
スイッチの
レイテンシ |
ファン
アウト |
帯域幅
パケット/秒 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Trident | 多用途向け | クラウド エッジと
エンタープライズ用
|
普通 | 普通 | 普通 | 普通 | 普通 | 普通 | 普通 |
| Tomahawk | 高帯域幅向け | ハイパースケールの
ファブリック用
|
普通 | 普通 | 普通 | 普通 | 最適 | 最適 | 最適 |
| Jericho | 拡張性向け | キャリア グレード インフラ用
スケールアウト・プログラマブル・ディープバッファ |
最適 | 最適 | 最適 | 最適 | 普通 | 普通 | 普通 |
スイッチング ASIC vs プログラマブル ASIC
スイッチング ASIC
以前主流だった形式です。イーサネット ヘッダーや IP ヘッダに対して高速に処理できる反面、フレーム・パケット処理がハードコード (=ハードウェアで決められている) されているため機能追加はできません。
柔軟性にかける + ASIC 開発のコストを捻出するため、複数世代にわたって使えるように、マーケティングや初期の設計が重要となります。
ハードウェアにエラーがあると長期間修正できないため、ハードウェアの開発コストが高いです。
2003 年にリリースされて現在でも使われている、Cisco Catalyst 3750 -> 2960 -> 1000 世代の Sasquatch / Strider 系が代表的です。
プログラマブル ASIC
新しいヘッダであってもプログラム次第で処理が可能となる ASIC です。
自由度が高い反面、パケット処理のパイプラインを書かないといけないため、以前よりもソフトウェア開発が高コストになってきているといえます。
- 5nm 世代の ASIC は、開発コストが $542.2M (=146 円換算で 791 億円) とのこと。 [1]
例としては Cisco Catalyst 3850 に搭載の UADP ASIC が挙げられます。当初はスタンダードな機能を持つ ASIC でしたが、現在は MPLS ヘッダや VXLAN ヘッダを処理できるようになっています。
最新の Cisco Silicon One では小規模な変更でバリエーション モデルを作ることで、ルータ・スイッチに両対応してきています。
| ASIC | P4 | NPL | 備考 |
|---|---|---|---|
| Broadcom Trident4 | 対応 | ||
| Cavium XP80 | ディスコン | ||
| Barefoot Tofino | 対応 | ディスコン
顧客・アリスタでプロファイルを EOS / RPM で追加可能 Intel が開発をやめたため、今後の展開は望めない | |
| Mellanox Spectrum-2 | 対応 | ||
| Broadcom Jericho2 | 対応 | ||
| Cisco UADP ASIC | |||
| Cisco Silicon One | 対応 | ルータ・スイッチ用 | |
| Juniper Trio | ルータ用 |
ASIC 一覧表
| シリーズ名・
コードネーム |
Ver | 型式 | 帯域幅 (半二重) | パケットバッファ | Cisco | Arista | Juniper | Extreme | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| StrataXGS
Trident |
2 | BCM56850 | 1.28 Tbps | 12 MB | Nexus 3100 | DCS-7050SX-64 | QFX5100-48S
EX4600-40F |
||
| 2+ | BCM56860 | 1.28 Tbps | 16 MB | Nexus 3100-V | DCS-7050QX2-32S | QFX5110-48S
QFX5110-32Q |
|||
| 3-X5 | BCM56770 | 2.0 Tbps | 共有 32 MB [2] | DCS-7050X3-48Y8C | QFX5120-48Y
EX4650-48Y |
SLX 9150
VSP7400-48Y-8C |
|||
| 3-X7 | BCM56870 | 3.2 Tbps | 共有 32 MB [3] | Nexus 3100-Z
(N3K-C3132C-Z) |
DCS-7050X3-32C | QFX5120-32C | SLX 9250
VSP7400-32C |
||
| 4-X7 | BCM56690 | 4.0 Tbps | DCS-7050X4 | ||||||
| 4-X11C | BCM56890 | 12.8 Tbps | 132 MB | DCS-7060X4 | QFX5130-32CD | ||||
| StrataXGS
Tomahawk |
1 | BCM56960 | 3.2 Tbps | 24MB [4] | Nexus 3200 | DCS-7060X | QFX5200-32C | ||
| 1+ | 22 MB | QFX5200-48Y | |||||||
| 2 | BCM56970 | 6.4 Tbps | 統合スマート
バッファ 42MB[5] |
Nexus 3200-E
(N3K-C3264C-E) |
DCS-7260X3 | QFX5210-64C | |||
| 3 | BCM56980 | 12.8 Tbps | 共有 64MB [6] | DCS-7360X4 | QFX5220-32CD
(128 MB [7]) |
||||
| 4 | BCM56990 | 25.6 Tbps | 114MB [8] | DCS-7060X5 | |||||
| 5 | BCM78900 | 51.2 Tbps | ? | DCS-7060X6 | LPO 対応 |
| シリーズ名・
コードネーム |
Ver | 型式 | 帯域幅 (半二重) | パケット
バッファ |
Cisco | Arista | Juniper | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| StrataDNX
Qumran |
UX | BCM88270 | 120 Gbs | NCS 540 スモール | ||||
| MX | BCM88370 | 800 Gbps | ACX5448, ACX5448-D, and ACX5548-M | |||||
| AX | BCM88470 | 300Gbps | ||||||
| 2u | BCM88280 | 360 Gbps | GDDR6 Deep packet buffering | ACX7024 | ||||
| 2a | BCM88480 | 800 Gbps | Deep
buffering |
NCS 540 ラージ | ||||
| 2c | BCM88820 | 2.4 Tbps | HBM | |||||
| 3D | BCM88870 | 25.6 Tbps | HBM | |||||
| StrataDNX
Jericho |
1 | BCM88670 | 720 Gbps | VoQ Deep
buffering |
DCS-7280R | |||
| 1+ | BCM88680 | 900 Gbps | Nexus 3600
(N3K-C3636C-R) |
DCS-7280R2 | ||||
| 2 | BCM88690 | 4.8 Tbps | VoQ HBM
Deep Buffer 2 - 16 GB [9] |
NCS-57B1-5DSE
NCS-57B1-6D24H |
DCS-7280R3 | ACX7100-32C
ACX7100-48L |
||
| 2x | BCM88830 | 3.2 Tbps | Deep
Buffer 4GB [10] |
|||||
| 2c | BCM88800 | 4.8 Tbps | NCS-57C3-MOD-SE
NCS-57C3-MOD |
ACX7509 | ||||
| 2c+ | BCM88850 | 14.4 Tbps | HBM | |||||
| 3 | BCM88860 | 28.8 Tbps | HBM | LPO 対応 | ||||
| 3AI | BCM88890 | 28.8 Tbps | 7700R4
7800R4 |
|||||
| StrataDNX
FE3600 (fabric element) |
BCM88770 | 3.6 Tbps | Jericho1 用ファブリック | |||||
| StrataDNX
FE9600 Ramon (fabric element) |
Ramon | BCM88790 | 9.6 Tbps | Jericho2 , 2+ と組み合わせる [11] | ||||
| 3 | BCM88920 | 51.2 Tbps | Jericho3 と組み合わせる [11] |
ファブリック ASIC
ファブリック ASIC は Jericho 搭載シャーシ型のバックプレーンや、ホワイトボックス ルータで作る分散シャーシの Spine で使用する。
- FE3600
- Ramon
イーサネットの ECMP ベースではなく、セルベースで負荷分散を行うことで、1 つのノードであっても複数リンクを使用して負荷分散を行うことが可能。[12]
- ECMP ベース : MAC / IP などをパラメータとして負荷分散
- セルベース : パケットをセルに再構成し、パラメータに依存せずに負荷分散
DDBR (Distributed Disaggregated Backbone Router)
分散シャーシは KDDI + DRIVENETS が TIP (Telecom Infra Project) で推進・商用導入 [11] された。
Feature Rich な PE よりも、バックボーンに向くとのこと。
Cell-ste Routers , vBNG , DDC (Distributed Disaggregated Chassis)
Cisco
上記 Jericho 2C と 2C+ の bandwidth Gbps は、Broadcom のページにある記載と異なります。
Broadcom の表記が全二重に見えます。
- Cisco 2,400 vs Broadcom 4,800
- Cisco 7,200 vs Broadcom 14,400
Arista
Juniper
リファレンス
Merchant Silicon in Carrier Networks
Domain-specific switch silicon in networking
Cisco SP Router Portfolio Update
Building the ACX7000 Series: the PFE
BRKDCN-3734 - Cisco Nexus 3000 Switch Architecture
更新履歴
2023-10-05 : 初版作成
2024-01-23 : ファブリック ASIC などを追記
2024-08-04 : スイッチング ASIC とプログラマブル ASIC を追記
引用
- ↑ ムーアの法則による高速インターフェース展開予測2025/2026 P.13 CPUチップの設計コストが高騰中
- ↑ Trident3-X5 / BCM56770 Series 32MB of on-chip fully shared packet buffer
- ↑ https://people.ucsc.edu/~warner/Bufs/7050X3-Datasheet.pdf
- ↑ https://www.edge-core.com/temp/edm/201502edm_fileEC/A3_BROCHURE_20150206_2_view.pdf
- ↑ https://www.arista.com/assets/data/pdf/Datasheets/7260X3_Datasheet.pdf
- ↑ https://www.arista.com/assets/data/pdf/Datasheets/7368X4-Datasheet.pdf
- ↑ QFX5220 SWITCH Data Sheet QFX5220-32CD Total packet buffer 128 MB
- ↑ 400/800G Leaf and Spine solutions for hyperscale cloud and I/O intensive environments 114MB of buffers
- ↑ https://www.arista.com/assets/data/pdf/Whitepapers/7280R3-Platform-Architecture-WP.pdf
- ↑ BCM88830 Preliminary Data Sheet Deep packet buffering, in-package HBM Gen2 for a total of 4 GB.
- ↑ 11.0 11.1 11.2 DDBR HW仕様
- ↑ AI ネットワーキング セルベースのファブリック：セルベースのファブリックは、すべてのパケットを均一な大きさのセルに分割してから、すべてのファブリック・モ ジュールに均等に「スプレー（分配）」します。このスプレー動作に多くの利点があり、各転送エンジンに均等なフロー・バランスをもたらす非 常に効率的な内部スイッチング・ファブリックを実現します。セルベースのファブリックは、トラフィック・パターンに関係なく 100％効率である と考えられています。
