作者：王硯方 來源：《電子產品世界》

網絡處理器 如果你問intel和amd宣布的1ghz以上的pc處理器會用到哪里，那就讓我告訴你最熱的領域是網絡和通信。5年以來，網絡的傳輸速率每年翻一番，再快的處理器都不愁沒地方用。 由于有了光纖，傳輸媒介的速率已不成問題。但是，信息包（packet，在atm中稱為信元，即cell）通過路由器和交換機時，對包處理的最低要求是確定每一個包的下一目的地，在龐大的路由表中找到它的ip（internet protocol）地址，然后轉發出去，而這一節必須在下一個包到達之前做完。障礙就出現在這里。 網絡提速引發處理器革新 為了應付日益繁忙的信息流，網絡的速度在幾年前是155mb/s（sonet的oc-3標準），而現在已經到10gb/s(oc-192),2～3年內又會提高到40gb/s（oc-768）。 當速率比較慢時，通用的處理器完全趕行上數據流，因此并不需要專門的網絡處理器（network processor）。后來，通用處理器不夠快了，設計者就轉向asic（專用集成電路）。 asic在完成規定的處理工作方面是非常卓越的，但它有兩個缺點：一是開發的周期太長，復雜的asic要18個月到2年時間。路由器或交換機要增加新的功能，制造商需要等待的時間太長；第二，asic不是可編程的，要修改就必須經歷一個設計和制造的周期，適應不了當今越來越短的產品開發周期。 直到1999年，還很少了有人知道一種專門處理包的處理器，即網絡處理器。它同通用的處理器的同之處在于：網絡處理器是為優化包處理而設計的，它將包以其到達的速度（即線速）送到下一個節點；而通用處理器則要處理范圍很大的各種指令。另外，如果需要新的功能或新的標準，網絡處理器可通過編程來實現以滿足各種各樣的網絡應用。 對于網絡處理器的計算能力的需求，不單取決于數據速率，還同如何處理這些數據有關。其中最簡單的工作是根據包頭部的信息確定將包送到哪里，按照iso（國際標準組織）的osi（互連開放系統）的7層協議模型，以上所說的地址解析和路由屬于第2層到5第4層。 更復雜的處理，例如按用途的計費和負荷平衡等，要求處理器分析包負荷的內容，涉及同應用程序有關的數據管理和處理。例如，按用途的計費需要收集用戶的信息，以處理帳單和對網絡進行分析，處理器的工作包括監視登錄以識別用戶，檢出登錄信息，然后匹配用戶的文件和收費政策表，并在負荷中找出關鍵字，這就屬于osi的第5到第7層協議了。 網絡處理器新品 網絡處理器還剛剛在市場上露頭，只有intel的ixp1200和mmc（www.mmcnet.com）的用于1gb/s以太網的np7120建立了生產線。另有兩種用于oc-48（2.5gb/s）的網絡處理器，即vitesse(www.vitesse.com)的1gb/s以太網處理器iq2000和ibm的powernp np4gs3，以及agere systems(www.agere.com)的payload plus在2000年第四季度投產，因此去年只有少量的網絡處理器產品在市場出售。 有三家公司正在設計和開發用于10gb/s和全部7層協議的網絡處理器，即xstream logic(www.xstreamlogic.com)的動態多線（dms）處理器核，一家以色列的公司ezchip(www.lexra.com)公司的netvortex。 lexra公司既不生產也不銷售以netvortex為基礎的片子，而是將netvortex的知識產飛奔出售給客戶，讓他們把netvortex同他們自己的電路集成到更大的網絡處理系統中，以適應性能和價格的目標。 netvortex結構的基礎是lexra公司的lx8000包處理核，這是一種32-bit的mips3000精減指令處理器（risc）。16個lx8000可以通過高速總線相連接，形成一個多處理器系統，用這樣的結構組成的原形系統可在10gb/s速率執行全部的7層網絡協議，有的用戶甚至用到oc-768（40gb/s）。 在10gb/s速率下執行7層協議的處理可不是一件輕而易舉的事，在這種情況下，64byte的包的處理時間只有12個時鐘周期，這是很緊張的。 ezchip公司把10gb/s網絡處理器的功能劃分為四，對每一種功能優化設計了一種處理器核，組成四級流水線。np-1一共有64個核，每一級流水線都有一些適當的處理器核。 np-1的數據的寬度256～512bit，而不是通用處理器用的32或64bit。 然而，在osi的高層處理包時，涉及持續地包存取和查找表搜索，所以即使有這樣高度優化的處理器結構，存儲器訪問仍然是一個瓶頸。對于10gb/s的處理器，需要500gb/s的存儲帶寬和至少