基于Kintex-7 FPGA的全可编程网络接口控制器(NIC)板卡

作者:stark

网络接口控制器(Network Interface Controller,NIC)也成为网卡、网络适配器,是保持电脑与网络互相连接的设备,因此这种设备无处不在,与我们的生活息息相关。它的主要工作原理是处理计算机上传网络的数据,并将数据分解为适当大小的数据包然后进行网络分发,每个网卡在网络上都对应唯一的网络节点地址,是网卡制造商在生产时烧入ROM(只读存储器)中的,也就是我们常说的MAC地址。Ethernity Networks出品的ACE-NIC是一种PCIe接口的网卡。(图1:基于Xilinx Kintex-7 FPGA的ACE-NIC板卡)

ACE-NIC板卡采用的是PCIe x3高速接口,集成了4个10GE网络端口,支持40Gbps的数据吞吐量,已经达到电信应用级别标准,对于vEPC(virtual Evolved Packet Core,在4G LTE网络上传输声音和数据所要求的一中虚拟化功能架构)和vCPE(virtual Customer Premise Equipment,虚拟用户端设备,使用软件代替专用硬件实现路由、防火墙安全和虚拟网络连接服务)等功能实现了高达50倍加速效果,对于基于NFV(网络功能虚拟化)平台的应用大大降低了端到端的延迟。

全球领先的通信行业媒体Light Reading对Ethernity Networks公司的CEO进行了专访,被问到是否会将产品转移到ASIC器件上来时Ethernity Networks公司的CEO表示后续的产品都将会采用Xilinx All Programmable器件,其全可编程和灵活的特性不仅能够为用户提供良好的性价比服务,同时还为公司保存先进的专利技术。实际上他们已经实现了面向Xilinx 16nm Zynq UltraScale+ MPSoC平台的电信级别的交换机/路由器IP模块,数据吞吐量可达到60Gbps,这种解决方案不久将会在SDN/NFV应用产品中使用。下面是专访视频:

美国最大电子商务平台亚马逊(Amazon)推出的云服务网络平台也采用FPGA器件实现硬件加速,今年初推出的Amazon EC2 F1虚拟计算机实例采用的就是Xilinx Virtex UltraScale+ FPGA器件,其中就采用了Ethernity Networks公司推出的各类功能的IP模块。相比ASIC芯片的局限性、价格昂贵,FPGA的灵活性和卓越性能在未来自定义设计的模式下满足应用需求的同时也将有效提高资源的利用率。

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