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Neuer PCI-Express-Switch: PLX 9700 von Avago

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avagoPCI-Express-Switches sind eine Möglichkeit, die zur Verfügung stehenden PCI-Express-Lanes zu erweitern. Zum Einsatz kommen sie immer dann, wenn ein Host-Controller – dies kann inzwischen eine CPU, eine GPU oder ein simpler Chipsatz sein – nicht ausreichend Lanes zur Verfügung stellt oder diese aufgeteilt werden müssen. Die AMD Radeon R9 295X2 (Hardwareluxx-Artikel) verwendet beispielsweise den PLX 8747, der dort als Switch zwischen den beiden GPUs dient. Ein Hersteller für solche Switches ist Avago, der sich 2011 den Hersteller PLX zukaufte - neue Chips kommen zukünftig also von Avago, laufen aber weiterhin unter dem PLX-Label.

Solche Switches kommen aber nicht nur auf Dual-GPU-Grafikkarten zum Einsatz, sondern auch auf so manchem Mainboard, um mehr PCI-Express-Lanes zur Verfügung stellen zu können. Das ASUS X99-E WS (Hardwareluxx-Artikel) verwendet einen solchen Zusatzchip ebenso wie das ASRock X99 WS-E (/10G) (Hardwareluxx-Artikel).

Kommen wir nun zum neuen PLX 9700. Dieser unterschiedet sich bereits in einem wichtigen Punkt von den bisherigen PCI-Express-Switches, denn er kann von mehreren Hosts angesprochen werden. Es handelt sich also nicht mehr nur um eine klassische Host-Device-Topologie, sondern mehrere Hosts können gemeinsam auf verschiedene Devices zugreifen. Eine integrierte DMA-Engine sorgt dafür, dass die dazugehörigen Daten untereinander möglichst effizient ausgetauscht werden können.

Wir werden den PLX 9700 voraussichtlich nicht in Endkunden-Hardware sehen. Vielmehr sieht Avago ihn als Controller in Server-Racks und Data-Centern vor. Dazu gehören auch Mechanismen wie die Möglichkeit, bestimmte Datenpfade zu isolieren, wenn sie ausfallen. Es bricht nicht mehr die komplette PCI-Express-Verbindung untereinander zusammen, sondern einzelne Pfade werden als fehlerhaft erkannt und können bei Bedarf neu zugeordnet und die Hardware ausgetauscht werden. Nicht nur die Übertagungsstrecken können somit redundant ausgelegt werden, sondern auch die daran angeschlossene Hardware. Diese kann im Falle eines Ausfalls ebenfalls einfach ausgetauscht werden, wenn die dazugehörige Verbindung vorher abgeschaltet wurde. Gleiches gilt für den Ausfall eines Hosts, dessen Aufgaben von einem anderen Host übernommen werden können. Hauptanwendungsgebiet sind hier GPGPU-Systeme und Datenbanken mit schneller PCI-Express-Speicherhardware. Für all diese Maßnahmen sieht der PLX 9700 einen direkten Management-Port vor.

Avago wird sieben unterschiedliche Versionen des PLX 9700 anbieten. Diese unterscheiden sich vor allem durch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Ports. Von 5 bis 24 bzw. von 12 bis 97 Lanes stehen zahlreiche Möglichkeiten offen. Grundsätzlich beherrschen alle Varianten die gleichen Funktionen wie die Isolation verschiedener Verbindungen und die Hot-Plug-Kompatibilität. Es lassen sich mehrere PLX 9700 in einer Art Daisy-Chain hintereinanderschalten. Die Verbindung untereinander kann mit bis zu 16 PCI-Express-Lanes erfolgen und erreicht damit Datenraten von bis zu 128 GBit pro Sekunde. Die Latenzen gibt Avago mit 150 ns pro Hop an.

Gefertigt wird die PLX-9700-Serie in 40 nm bei TSMC. Die Leistungsaufnahme reicht je nach Variante und Auslastung von 3 bis 25 Watt.

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