数据中心的核心—思卡尔通信处理技术，助用户“一马当先”

数据中心的核心—思卡尔通信处理技术，助用户“一马当先”

       对于中国网民而言，最期待的节日可能不再局限于春节、国庆节，而是“双十一”，“双十二”等所谓的节日，而在这种新兴的网络节日背后，是上千亿人民币的网购交易。仅天猫一家，2013年11月11日，天猫的网购成交额达到350.19亿人民币，这一数字比去年“双十一”成交额增长了83%。而支付宝实现成功支付1.88亿笔，最高每分钟支付79万笔。迅猛发展的B2C也对银行机构和电子商务网站的IT系统带来了压力，促使他们加快数据中心建设换代升级。

       这只是数据中心在物联网时代发挥作用的一个缩影。随着联网设备和云服务的不断发展，导致世界各地的数据中心无论是在数量上还是在规模上都大幅增长。而现在的数据中心大都以高成本、高能耗的服务器为主。之前市场从来不需要既能减少碳排放、又能大幅缩减总拥有成本（TCO）的技术。飞思卡尔携手各合作伙伴和标准化组织，正在设计一些具有性价比最高、功耗比最低、更安全的产品解决方案，以应对数据中心面临的挑战。具体来说，数据中心应用主要包括：64位服务器、智能网络适配器（iNIC）、应用交付控制器（ADC）、存储区域网络（SAN）和融合网络适配器（CAN）等，如图1所示。飞思卡尔有很多芯片和软件都能在数据中心和网络设备中应用，这里要特别推荐QorIQ T系列T4240/T4160 24/16虚拟内核通信处理器和C29x系列加密协处理器。

图1 飞思卡尔在数据中心和网络设备应用中的布局图

       飞思卡尔旗舰级T4240具有12个物理内核并支持24个虚拟内核，T4160具有8个物理内核并支持16个虚拟内核。这两款产品的运行频率可达1.8 GHz，提供大容量高速缓存、硬件加速以及先进的系统外设，主要用于希望在一个SoC中整合控制和数据平面处理的应用。

      T4240内核的主要特性有：12个双线程e6500内核；4个e6500组成一个集群，共享一个2 MB L2缓存；运行频率最高达1.8 GHz，电压为1.0 V，具有64位ISA支持；用户、超级用户和管理程序3个等级的指令；1.5 MB CoreNet平台缓存。T4240加速器和存储器控制的特性有：64位DDR3和DDR3L SDRAM存储器控制器，带ECC支持，工作频率高达1 866 MT/s；基于硬件的加密加速（SEC5.0），可达40 Gb/s；数据压缩/解压缩引擎（DCE1.0），可达20 Gb/s；模式匹配引擎（PME2.0），可达10 Gb/s。

       作为飞思卡尔通信处理器的高端旗舰产品，T4240当然有最强大的网络单元。SerDes：32个通道，频率最高10 GHz；以太网：XAUI、XFI、10Gbase-KR和HiGig上最多4个10GE端口，SGMII、QSGMII和RGMII支持最多16个1GE端口，数据包解析、分类和分发（高达50 Gb/s），数据中心桥接；Interlaken-LA；4个PCIe，2个在Gen2上，2个在Gen3上；2个串行RapidIO；2个串行ATA (SATA2.0)控制器；3个8通道DMA引擎；Aurora高性能调试端口。

图2 T4240内部架构图

         C29x系列加密协处理器

        随着网络犯罪率呈两位数激增，许多公司（如Google）采用安全网页作为保护用户和公司的手段。很显然，安全网络流量正在激增，特别是在网络交易时传递着银行卡和信用卡交易信息。当安全事务增加到每秒成百上千时，软件已无法完成，因为执行SSL或IPsec事务需要完成公钥握手操作，这就会出现网络流量瓶颈问题。

      飞思卡尔推出C29x系列加密协处理器，为数据中心和网络安全设备提供分担公钥处理事务的解决方案，扩容后可每秒处理成千上万个事务。这一可扩展解决方案包含C291、C292和C293协处理器3个器件，可为安全网络设备提供每秒8 000和32 000次2 048位RSA事务的处理能力，功耗却只有4 W~10 W。由于C29x系列器件通过PCIe总线分担事务，因而可以与QorIQ通信处理器（如T4240）或市场上的其他主处理器搭配使用。

       案例：应用交付控制器

      应用交付控制器（ADC）是应用服务器与数据中心对外接口之间的网络中间层。ADC能够跨服务器实现HTTP终接、安全套接字处理、深层数据包检测DPI威胁管理、压缩、缓存，应用卸载、负载均衡和流量调整，从而优化服务器效率。凭借QorIQ T4240处理器，并配合C29x系列加密协处理器，飞思卡尔向ADC市场提供了一个高性价比、低功耗的解决方案。

图3 应用交付控制器模块框图

       数据中心让网络“马上不堵”

       恰逢中国传统佳节春节，又到了抢购火车票的高峰，火车票售票网12306网站单日点击量最高可达144亿次，相当于全国每人点击10次，算是全球的奇葩了，对该网站服务器造成了巨大压力，因此出现很多用户无法登录等状况，12306网站再一次成了众矢之的。优化的解决方案有很多，而数据中心的升级绝对是重点。据了解，12306网站数据中心核心最大带宽只有40 Gb/s左右，要处理海量的访问，至少要100台以上万兆服务器同时工作才能满足，现在12306网站的数据中心在硬件上无法满足。拥有24个虚拟内核的QorIQ T4240运行频率可达1.8 GHz，提供大容量高速缓存、硬件加速等功能，其已经获得了有史以来嵌入式处理器领域内最高的CoreMark基准每瓦性能配置和整体性能分数，它可以在12306网站这类数据中心应用中大显身手，让网络可能“马上不堵”。

       银行、电子商务网站未来智能数据中心建设将可能具有以下特点：一是面向服务，即具备高度的自动化程度和动态的资源架构，通过虚拟化、自动化等技术，实现资源调整的快速响应，应对业务快速发展和业务高峰。二是智能处理，包含进行判断与做出行为的能力。如果数据中心建设不能满足需求，那么像出现“双十一”、“春节网购火车票”这样的集中交易时，很有可能就会出现堵塞瘫痪的情况。

        采用飞思卡尔QorIQ T系列虚拟内核通信处理器、C29x系列加密协处理器，再搭配上VortiQa网络软件等一系列优质网络解决方案，将会让数据中心表现得更快、更安全、更节能，以帮助企业和用户在各自领域“一马当先”，能够及时把握物联网带来的机遇、尽情体验物联网带来的便利生活。