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Netzwerkprozessor arbeitet mit 100 Cortex-A53-Kernen

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EZchipSpezielle Anwendungsgebiete fordern spezielle Hardware. Für Netzwerkkontroller stammen diese gerne auch einmal vom israelischen Hersteller EZchip bzw. dem Zukauf Tilera. Als vorläufiger Höhepunkt der Entwicklung könnte nun der Tile-Mx100 gelten. Dieser verwendet 100 Prozessor-Kerne auf Basis einer ARM-Architektur. Genauer gesagt handelt es sich dabei um Cortex-A53-Kerne, die in 25 Clustern zu jeweils vier Kernen angeordnet sind.

Große Datenströme bei geringer Latenz sind das Spezialgebiet solcher Prozessoren. Damit steht Netzwerk-Hardware im Fokus des Tile-Mx100. Dies könnten zum Beispiel Router, Switches und Backbones sein. Besondere Herausforderung eines Prozessors mit 100 Kernen ist vor allem die Verbindung untereinander. Tilera verwendet ein eigenes Mesh-Netzwerk namens SkyMesh. Dieses stellt eine maximale Bandbreite bei geringster Latenz zur Verfügung. Damit angebunden sind auch die 40 MB L3-Cache, die über den Prozessor verteilt sind. Außerdem angebunden werden können bis zu 1 TB DDR4-Arbeitsspeicher mit ECC-Support.

Blockdiagramm eines Tile-Mx100
Blockdiagramm eines Tile-Mx100

Um dem Anwendungszweck gerecht zu werden, stellt Tilera auch entsprechende I/O-Schnittstellen zur Verfügung. Möglich sind unter anderem 1G-, 10G-, 25G-, 40G-, 50G- und 100G-Ethernet sowie Interlaken und PCI-Express 3.0. Eine spezielle Packet-Processing-Engine ermöglicht ein Abarbeiten von 300.000 Datenpaketen pro Sekunde. Ein Queue-Manager hält bis zu 256.000 Aufgaben in einer Liste bereit, die dann nach und nach durch die 100 Prozessor-Kerne abgearbeitet werden können. Aufgrund der ARM-Architektur können auch bereits entwickelte Sicherheitsfunktionen verwendet werden. Tilera verwendet auch dedizierte Kryptobeschleuniger in Hardware gegossen auf dem Prozessor. Für das Management und Überwachung stehen zahlreiche APIs zur Verfügung, die selbst detaillierte Statistiken für den Datenverkehr, die Auslastung oder die Verschlüsselung zulassen.

Genau technische Details zur Fertigung und dem Verbrauch des Tile-Mx100 nennt Tilera nicht. Die Leistungsaufnahme dürfte aber bei etwa 100 Watt liegen. Vor 2017 wird der Prozessor aber nicht in Netzwerk-Hardware zu finden sein. Allerdings will der Hersteller noch in diesem Jahr mit der Auslieferung erster Samples beginnen. Ebenfalls geplant sind kleinere Varianten mit 64 und 36 Kernen.

Auch wenn die meisten Nutzer nichts direkt von der Entwicklung solcher Prozessoren verspüren, so dürften sie beispielsweise in den Backbones und Core-Routern der Internet Service Provider zum Einsatz kommen und so wird das ein oder andere Datenpaket sicherlich auch den Weg über diese Hardware finden.