在通信網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜，新業(yè)務(wù)大量涌現(xiàn)的形勢(shì)下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的控制能力和網(wǎng)絡(luò)安全也提出了更高的要求，而作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備單元的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)處理器勢(shì)必面臨著更大的挑戰(zhàn)。

    一方面，越來(lái)越多的接入用戶以及越來(lái)越多樣化的業(yè)務(wù)需求使得各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須提供足夠的吞吐量；另一方面，由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷更新和變化，新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，這就要求服務(wù)提供商能快速地滿足用戶的需求，增多盈利模式，從而鞏固和提高競(jìng)爭(zhēng)力。因此，一種編程簡(jiǎn)單、針對(duì)市場(chǎng)需求升級(jí)容易、而且能提供強(qiáng)大吞吐量的新一代處理器產(chǎn)品及解決方案便成為市場(chǎng)追逐的焦點(diǎn)。

    Cavium Networks公司一直專(zhuān)注于安全、智能網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的全面芯片解決方案，并推出了OCTEON處理器系列，為網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線、控制和存儲(chǔ)等應(yīng)用提供高度集成化和低成本的64位計(jì)算的解決方案。此次新推出的OCTEON處理器被廣泛地設(shè)計(jì)進(jìn)了各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括路由器、交換機(jī)、統(tǒng)一威脅管理(UTM，Unified Threat Managment)設(shè)備、應(yīng)用認(rèn)知(Application-aware)網(wǎng)關(guān)、三網(wǎng)合一(Triple-play)網(wǎng)關(guān)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、3G接入和聚合設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備等。

    Cavium介紹，該公司與眾不同的設(shè)計(jì)理念包括：更關(guān)注于提供杰出的應(yīng)用性能；通過(guò)廣泛的、根據(jù)條件的時(shí)鐘控制來(lái)降低功耗；處理器內(nèi)建硬件加速器；使用多核技術(shù)，而不是簡(jiǎn)單的提高CPU的頻率；一體化的針對(duì)不同應(yīng)用的專(zhuān)用協(xié)處理器；使用標(biāo)準(zhǔn)指令集的簡(jiǎn)單軟件模型。

    OCTEON處理器系列

    為了突破下一代網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線、控制和存儲(chǔ)應(yīng)用對(duì)特性和性價(jià)比的需求，新的SoC集成了專(zhuān)門(mén)定制的MIPS64處理器和業(yè)界的多層應(yīng)用(multi-layer applications)加速和安全處理硬件，以及豐富的可配置的網(wǎng)絡(luò)接口。由于目前已有的處理沒(méi)有足夠的馬力來(lái)滿足現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)的需要，現(xiàn)在的解決方案都是使用一個(gè)吉赫茲(GHz)的處理器配上各種各樣的協(xié)處理器和FPGA，終的結(jié)果是成本很高、功耗很大。

    據(jù)介紹，Cavium公司推出的OCTEON CN31XX和CN30XX處理器則成功地滿足了下一代IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)的各種需求，它集成了廣泛的從L3-L7的數(shù)據(jù)、內(nèi)容和安全服務(wù)硬件加速選項(xiàng)，這些加速器分擔(dān)了MIPS CPU的很多任務(wù)、降低了獲得千兆線速所需要的CPU主頻，從而降低功耗和成本。OCTEON處理器的出現(xiàn)使得安全的應(yīng)用認(rèn)知型網(wǎng)絡(luò)成為普遍配置。

    新推出的OCTEON產(chǎn)品家族包括：針對(duì)中小企業(yè)、企業(yè)級(jí)和控制層應(yīng)用的OCTEON 31XX處理器及針對(duì)SOHO/SME和控制層應(yīng)用的OCTEON 30XX處理器。OCTEON CN31XX和CN30XX處理器基于與目前已有的CN38XX和CN36XX同樣的定制的cnMIPS64 CPU核。CPU是專(zhuān)門(mén)針對(duì)的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)性能專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，并且功耗非常小。cnMIPS據(jù)稱(chēng)是業(yè)界款 MIPS64第二版的實(shí)現(xiàn)，5級(jí)流水線、雙指令超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu)，成熟的預(yù)取和優(yōu)化的緩存和內(nèi)存延時(shí)。每個(gè)處理器有1個(gè)或者2個(gè)帶有多256KB L2緩存和豐富接口的cnMIPS，這些I/O接口包括千兆以太網(wǎng)接口、PCI/PCI-X、DDR2、SPI、UART 和擴(kuò)展總線。處理器的主頻從300MHz到550MHz，功耗的范圍是從2瓦特到7瓦特，同時(shí)性能范圍是從幾百兆到2Gbps的吞吐量。

    另外，CN31XX和 CN30XX處理器還有豐富的硬件加速選項(xiàng)，每個(gè)處理器有CP(通信處理器)、SCP(安全通信處理器)和NSP(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)處理器，僅CN31XX有NSP版本)三個(gè)版本。CP版本包括針對(duì)包處理(Packet Processing)、TCP、隊(duì)列/調(diào)度(Queuing/Scheduling)和服務(wù)質(zhì)量(QoS)等硬件加速功能，SCP添加了對(duì)IPsec/SSL、SRTP和WLAN安全的加速功能，NSP版本增加了針對(duì)深度包檢查(Deep Packet Inspection)和壓縮/解壓縮(Compression/Decompression)的加速。具體的應(yīng)用加速功能如下：

　　·豐富針對(duì)IPv4和IPv6數(shù)據(jù)包的L2-L4基于硬件的包處理和緩沖區(qū)管理引擎；TCP硬件加速包括全面的檢查、標(biāo)簽產(chǎn)生(tag-generation)、校驗(yàn)和(checksum)、定時(shí)器(timer)和緩沖區(qū)管理；

　　·隊(duì)列/調(diào)度和服務(wù)質(zhì)量硬件實(shí)現(xiàn)了針對(duì)輸入包的基于diffserv、QoS/ToS、輸入端口或以上組合的隊(duì)列/調(diào)度，針對(duì)輸出包的基于固定優(yōu)先級(jí)或加權(quán)公平隊(duì)列(weighted fair queuing, WFQ)；

　　·安全硬件加速完全分擔(dān)(full offload)針對(duì)IPsec、SSL、SRTP和WLAN 802.11i安全的協(xié)議處理，支持所有的標(biāo)準(zhǔn)算法包括DES/3DES、AES多支持256bit、AES-GCM、AES-XCBC、ARC4、MD5、SHA-1、SHA-2 多支持 SHA-512、RSA 多支持 4096bit、Diffie-Hellman和真正的硬件隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器；

　　·壓縮/解壓縮硬件加速實(shí)現(xiàn)了GZIP、PKZIP和各種協(xié)議，以提供業(yè)界的幾吉比特的壓縮率；

　　·深度包檢查通過(guò)8個(gè)模式匹配硬件加速引擎實(shí)現(xiàn)的，這些引擎可以用來(lái)針對(duì)入侵檢測(cè)、反病毒和基于內(nèi)容的交換、路由和過(guò)濾應(yīng)用提供狀態(tài)模式分析(stateful pattern analysis)。

    OCTEON系列網(wǎng)絡(luò)服務(wù)處理器面向高速數(shù)據(jù)流L4-L7處理，通過(guò)對(duì)執(zhí)行環(huán)境、內(nèi)存、硬件加速器、總線結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)接口的綜合優(yōu)化，具有靈活軟件體系提供硬件級(jí)處理性能的關(guān)鍵特性。以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)處理器為的下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備高性能和靈活性特點(diǎn)，較好地滿足了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)和市場(chǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的技術(shù)需求，具有巨大的發(fā)展空間。Cavium Networks認(rèn)為，作為智能網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的全面芯片解決方案的供應(yīng)商，必將在這一領(lǐng)域搏擊長(zhǎng)空，分得屬于自己的一杯羹。