28nm FPGA實(shí)現(xiàn)的28Gbps串行收發(fā)器(Serdes)競(jìng)爭(zhēng)格局今天出現(xiàn)了戲劇性的變化，一直落在后頭的賽靈思公司(Xilinx)突然高調(diào)宣布推出具有16個(gè)28Gbps串行收發(fā)器的Virtex-7 HT FPGA，并宣稱(chēng)無(wú)論在28Gbps Serdes數(shù)量、帶寬、邏輯門(mén)數(shù)和存儲(chǔ)器容量指標(biāo)上都已大幅領(lǐng)先其主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

　　Xilinx公司Serial IO高級(jí)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Panch Chandrasekaran說(shuō)：“盡管我們的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在新聞稿中對(duì)外宣稱(chēng)其28nm FPGA實(shí)現(xiàn)了66個(gè)28Gbps收發(fā)器，但實(shí)際上他們至今給客戶(hù)演示的28nm FPGA只有4個(gè)28Gbps收發(fā)器(實(shí)際性能只有25Gbps)。Virtex-7 HT系列FPGA的性能更勝一籌，28Gbps收發(fā)器數(shù)量是他們的4倍、實(shí)現(xiàn)總帶寬是他們的2.8倍、邏輯門(mén)數(shù)是他們的1.4倍、存儲(chǔ)器容量是他們的1.3倍?！?/p>

　　全球著名的信號(hào)完整性專(zhuān)家Howard Johnson博士在賽靈思官網(wǎng)上發(fā)布的一段視頻中對(duì)Virtex-7 HT FPGA的28Gbps串行接收器進(jìn)行了演示，該演示采用實(shí)際的PRBS31模式，并獲得了非常完美的眼圖，顯示其傳輸信號(hào)的質(zhì)量非常好，幾乎沒(méi)有什么抖動(dòng)。而其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在其網(wǎng)站上公布的25Gbps串行收發(fā)器性能演示眼圖，開(kāi)眼率不到Xilinx的1/2，而且信號(hào)質(zhì)量不好，抖動(dòng)較厲害。

　　Virtex-7 HT系列FPGA具有16個(gè)28Gbps收發(fā)器和72個(gè)13Gbps收發(fā)器，主要針對(duì)下一代100-400Gbps高帶寬網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。該系列FPGA使得通信設(shè)備商可以開(kāi)發(fā)更高集成度和帶寬效率的系統(tǒng)，以滿(mǎn)足全球有線基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)中心對(duì)帶寬的爆炸性需求。該系列FPGA器件集成了業(yè)內(nèi)最高速度和最低的收發(fā)器時(shí)鐘抖動(dòng)性能(滿(mǎn)足CEI-28G標(biāo)準(zhǔn))，同時(shí)還支持最嚴(yán)苛的光學(xué)及背板協(xié)議(如SFP+和CFP)。

　　Linley Group高級(jí)分析師Joseph Byrne表示：“全球通信行業(yè)對(duì)IP流量的期望值正在從目前約15EB/月上升至64EB/月，這大大刺激了行業(yè)對(duì)SoC解決方案提出了更高的帶寬需求。Virtex-7 HT能夠推動(dòng)光纖以及其它現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施部署，具有更卓越的信號(hào)完整性和低功耗的高速信號(hào)。隨著通信行業(yè)對(duì)更大容量的需求，交換機(jī)和路由器接口速度正在從10Gbps向100Gbps發(fā)展，隨之而來(lái)的則是對(duì)芯片到光纖、芯片到背板及芯片到芯片接口速度日趨高昂的需求?；谏鲜鲈?，賽靈思在研發(fā)具有28Gbps收發(fā)器的Virtex-7 HT FPGA時(shí)，一直致力于功耗平衡、性能、以及光纖抖動(dòng)約束和集成等重要性能。”

　　根據(jù)富士通的研究報(bào)告，在同等功耗條件下，通信系統(tǒng)帶寬需求基本上是每三年容量擴(kuò)大2倍。例如，2008年時(shí)，一個(gè)交換機(jī)機(jī)柜提供480Gbps帶寬，它里面插了48個(gè)SFP+端口刀片服務(wù)器，每個(gè)刀片服務(wù)器采用1個(gè)10GbE輸出，此時(shí)每個(gè)刀片間隔15mm，總功耗為48W。這樣一個(gè)交換機(jī)柜需要48根光纖連接，而且由于間隔很窄，因此風(fēng)冷效果不是很好，可靠性受到不利影響。

　　為了加大散熱間隔和減少光纖數(shù)(降低成本)，目前在同樣尺寸機(jī)柜里采用4個(gè)CFP端口刀片服務(wù)器，每個(gè)刀片服務(wù)器提供100GbE輸出，每個(gè)CFP采用10個(gè)10GbE輸入，這樣既可以將總系統(tǒng)帶寬提供到400Gbps，而且可以將間隔減到84mm，唯一的缺點(diǎn)是功耗會(huì)提升到60W。

　　由于到2011年，每個(gè)交換機(jī)柜的總帶寬需要提升到800Gbps，目前業(yè)內(nèi)考慮用8個(gè)CFP2端口刀片服務(wù)器來(lái)代替4個(gè)CFP刀片，這樣可在維持功耗不變情況下將帶寬提升到800Gbps，而且間隔還可維持在較寬的42mm，唯一不足是光纖數(shù)需要略微提高到8根。

　　不過(guò)，每個(gè)CFP2端口要求的輸入是4×25Gbps，因此只能采用28nm FPGA方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟壳爸挥?8nm FPGA能提供28Gbps收發(fā)器。博通目前最大的PHY是4端口的10GbE PHY。

　　由于到2014年總帶寬將提升到1.9Tbps，每個(gè)CFP2端口線路卡需要提供400Gbps帶寬。開(kāi)發(fā)400Gbps線路卡的客戶(hù)希望部署能夠在輸入端支持16×28Gbps帶寬的單芯片解決方案，以便連接四個(gè)400Gbps CFP2光纖模塊，從而實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)功耗密度。

　　這些系統(tǒng)還需要能夠在48和72個(gè)10.3125Gbps 收發(fā)器之間以200Gbps或400Gbps 速率連接多個(gè)NPU或ASIC的接口。除了給Virtex-7 HT FPGA提供16×28Gbps的帶寬，賽靈思還為器件提供4或8個(gè)28Gbps收發(fā)器，以支持100Gbps和200Gbps應(yīng)用。

　　Panch表示：“每隔三年實(shí)現(xiàn)總帶寬的翻番，目前看來(lái)只能利用FPGA 28Gbps收發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，專(zhuān)門(mén)為此開(kāi)一個(gè)ASSP芯片既劃不來(lái)也來(lái)不及?！?/p>

　　他說(shuō)，目前只有FPGA能夠提供400G單芯片實(shí)現(xiàn)方案，客戶(hù)可以率先用FPGA向市場(chǎng)推出400GbE接口方案，而且無(wú)需外部PHY。

　　內(nèi)置4-16個(gè)符合OIF CEI-28G 標(biāo)準(zhǔn)(光互聯(lián)論壇的28Gbps通用電氣輸入輸出規(guī)范)的28Gbps收發(fā)器，Virtex-7 HT FPGA致力于為用于下一代100-400Gbs 系統(tǒng)線路卡的CFP2 和QSFP2光纖模塊提供接入互聯(lián)。Virtex-7 HT FPGA還擁有多達(dá)72個(gè)13.1Gbps收發(fā)器，能夠提供高達(dá)2.8Tbps的全雙工吞吐量。

　　Finisar公司高速光纖模塊市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān) Christian Urricariet 表示：“為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的帶寬需求，我們預(yù)計(jì)通信設(shè)備廠商將采用新的CFP2型光纖模塊來(lái)設(shè)計(jì)新一代 100和400Gbps 系統(tǒng)。這將最大限度地提高面板的帶寬密度，同時(shí)優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)品的功耗預(yù)算。我們與賽靈思的合作成果表明，其低抖動(dòng)單片解決方案能夠在FPGA和CFP2模塊之間建立直接的28Gbps連接，從而簡(jiǎn)化更高端口密度的部署流程?！?/p>

　　Virtex-7 HT FPGA的功能組合支持廣泛的應(yīng)用，例如：從包含290,000個(gè)邏輯單元的低成本100G“智能變速箱”芯片到包含870,000個(gè)邏輯單元的全球首款400Gbps FPGA，其中支持100Gbps、2×100Gbps或400Gbps接口、高效連接、基于3Gbps或 6Gbps的傳統(tǒng)系統(tǒng)端接口和10Gbps ASIC及ASSP芯片等應(yīng)用。

　　這意味著Virtex-7 HT FPGA可用于多種應(yīng)用，例如：支持 OTU-4(光傳輸單元)轉(zhuǎn)發(fā)器、復(fù)用轉(zhuǎn)發(fā)器或SAR(業(yè)務(wù)匯聚路由器)的100Gbps線路卡、面向高速數(shù)據(jù)處理的低成本 120Gbps包處理線路卡、多100G以太網(wǎng)端口橋、400Gbps以太網(wǎng)線路卡、符合19.6Gbps CPRI(通用公共無(wú)線電接口)基站和遠(yuǎn)程無(wú)線電前端、以及100Gbps和400Gpbs 測(cè)試設(shè)備。