В переводе на русский язык название этой пока мало кому известной израильской компании звучит совсем непритязательно: «Электронно-оптические системы «Компас»» (Compass Electro-Optical Systems, Compass EOS). Однако ее уникальная разработка icPhotonics способна не только произвести переворот на целевом рынке маршрутизаторов старшего класса, но и повлиять на развитие архитектур других вычислительных систем. Ведь если в случае традиционных микросхем для ввода-вывода используются медные соединения, то в icPhotonics — оптические, что позволяет не только увеличить скорость и дальность соединений между чипами, но и упростить конструкцию маршрутизатора, снизить его энергопотребление и материалоемкость и т. д.

Оптический модуль icPhotonics обеспечивает пропускную способность 1,35 Тбит/с, или 8 Гбит/с на один канал ввода-вывода (всего, таким образом, чип поддерживает 168 каналов). Он содержит две матрицы — из лазеров и фотодетекторов, которые собираются непосредственно на микросхеме CMOS. Последняя представляет собой интегральную микросхему ASIC, которая выполняет все задачи по маршрутизации данных. Дальнейшее усовершенствование первого поколения icPhotonics будет идти по пути повышения скорости лазеров и увеличения размеров матрицы VCSEL (числа поддерживаемых каналов). В результате пропускная способность чипов icPhotonics второго поколения должна составить 15,3 Тбит/с, тогда как у традиционных электрических чипов следующего поколения ожидается всего 4,6 Тбит/с.

Реализовать идею оптических соединений между чипами пытались многие, но только Compass EOS удалось преодолеть многочисленные технические проблемы, такие, например, как химическая и механическая несовместимость различных используемых материалов. На воплощение этой идеи у израильской компании ушло шесть лет, причем разработка велась втайне, и только в прошлом году компания представила уже готовый продукт — маршрутизатор r10004. Этот маршрутизатор в корпусе 6U обеспечивает производительность 4 Тбит/с. Он может оснащаться линейными картами с 20 портами 10 Гбит/с или двумя на 100 Гбит/с. Порты конфигурируются программным образом как 10GbE, LAN/WAN PHY или 10G POS.

Традиционно линейные карты в маршрутизаторе соединяются между собой посредством специальной панели (midplane) и коммутирующей матрицы (switching matrix), которые отвечают за буферизацию и коммутацию трафика. В r10004 для этого используется полносвязная пассивная оптическая сеть на базе icPhotonics, при этом ни в буферизации, ни в коммутации нет необходимости. В результате маршрутизатор стал гораздо компактнее и энергономичнее — по данным разработчика, он потребляет на 80% меньше энергии. Весь поступающий трафик направляется без задержек и потерь на целевую линейную карту, что, как утверждается, позволяет впервые реализовать действительную очередь на выходе (Real Output Queing, ROQ). Иначе говоря, все решения относительно продвижения пакетов и действий с ними принимаются на исходящих линейных картах.

Маршрутизатор r10004 уже используется крупнейшими операторами мира: японская NT&T не побоялась установить его на транстихоокеанских каналах, а один из американских кабельных операторов заменил им три стойки с маршрутизаторами Cisco CRS-1 и благодаря этому высвободил пространство 120U для размещения серверов. К слову, Cisco является одним из инвесторов Compass EOS, как и «Роснано». Надо отметить, что участие нашей страны в этом проекте не ограничивается финансированием — в России Compass EOS собирается открыть исследовательский центр.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF