千兆以太网芯片及厂商地位详解

以太网芯片市场规模庞大,而且比较稳固,但该市场每隔几年就会出现一次重大技术转变。该产业目前处于从快速以太网(fe)向千兆以太网(gbe)转变过程的末期。2005年,pc出货量超过2亿台,其中半数左右在主板上集成了gbe(lom)网卡。其中大多数gbe lom设计采用的是博通(broadcom)、英特尔、marvell和瑞昱(realtek)的单芯片(mac+phy)控制器芯片。相比之下,2005年出货的以太网交换机端口中gbe不到三分之一。虽然博通、marvell、vitesse和杰尔(agere)等公司的gbe 交换+phy芯片组都已相当成熟,但许多企业用户仍愿意继续购买百兆工作组交换机,因此未来gbe交换芯片和phy芯片出货量将有充足的增长空间。

台式电脑和笔记本电脑是推动gbe控制器芯片出货量增长的主要因素。企业级pc设计要求具备asf 2.0支持等远程管理特点,而消费pc设计则主要受成本驱动。博通和英特尔控制着一线pc oem厂商中的gbe lom设计,而marvell则已通过主板odm厂商的设计打入了白牌电脑(white-box)市场。虽然瑞昱缺乏对asf 2.0的支持,但该公司正在随着gbe lom向消费市场渗透而提高自己的份额。一种新的趋势是,通过系统逻辑芯片组集成的方式来替代独立的单芯片控制器芯片。英特尔最新推出的台式电脑和服务器平台集成了gbe mac,通过一个外部英特尔phy芯片激活。nvidia也推出了具有集成式gbe mac的芯片组,但该公司需依赖marvell、杰尔、博通、瑞昱和vitesse等公司的gbe phy芯片。
2005年千兆以太网交换芯片厂商销售额分布

在gbe控制器领域,单芯片设计已经出现好几年了。与此不同,集成继续是gbe交换机领域中的主要趋势。在低端smb设计方面,vitesse率先推出了一款8xgbe交换机芯片,在所有端口上都有集成的phy。这款芯片还具有全面的layer 2功能集,并集成了一个8051微控制器以运行智能交换设计中的web控制台(web console)。博通随后也推出了一款单芯片8xgbe交换芯片,但芯片还需依赖智能设计中的一个外部处理器。最新的单芯片交换机设计来自杰尔,该公司的8xgbe器件集成了一个arm7 cpu。杰尔、博通和vitesse公司的8xgbe芯片还提供一个或多个gmii/rgmii端口,用于和路由器/网关设计中的外部处理器相连。

由于最新款gbe phy设计的每端口功耗亦高于500mw,因此目前的gbe交换芯片最多只能集成八个phy,厂商把交换芯片与外部多端口phy器件相结合。杰尔、博通和vitesse推出了八端口phy器件,而marvell则提供四端口 phy芯片组,与其交换芯片相配。所有这四家厂商都能提供具有24个gbe端口或更多端口的交换芯片。vitesse是唯一一家把八端口 phy集成到交换芯片上的厂商,因此将它的24xgbe设计的芯片数目减少至三个(一个交换芯片加上两个八端口phy)。杰尔和博通供应四芯片设计,即一个交换芯片和三个八端口phy;marvell公司的四端口phy使其需要七个芯片。集成对于总体功耗的影响不大,vitesse的芯片组功耗仅比博通和marvell的产品约降低了10%。

在大型企业应用方面,博通、marvell和杰尔提供具有万兆以太网(10gbe)上行链路端口的gbe交换芯片。博通公司的bcm56405和marvell公司的dx285集成了24个 gbe端口和四个10gbe端口(24+4),兼作堆叠端口。在典型的应用中,两个端口用于堆叠,其中两个10gbe端口用于上行链路和冗余上行链路。博通和marvell公司的芯片是layer 3交换,支持ipv4和ipv6路由。杰尔的et5148集成了48个gbe端口和两个10gbe 端口(48+2),从而更适用于固定配置设计。et5148还支持少量静态ipv4或ipv6路由。杰尔和博通把它们各自的交换芯片与八口phy相结合用作gbe端口,而marvell则供应一种四口phy。所有这三种芯片都采用xaui端口用于连接到10gbe光学模块;博通公司的芯片还直接支持cx4布线。

2005年,少数供应商占了gbe芯片销售额中的绝大部分。博通在gbe lom控制器芯片和gbe switch+phy芯片组市场均是龙头厂商。marvell虽然在gbe商用市场起步较晚,但现在也在gbe switch+phy芯片组领域稳居第二,在gbe控制器芯片领域排名第三。英特尔在gbe控制器市场占有较大的市场份额,仅次于博通,但它不再提供gbe交换芯片解决方案。vitesse面向smb市场推出了一系列有吸引力的交换芯片,但该公司财务状况不佳,可能被迫削减对以太网产品的投资。按销量计算,瑞昱是百兆以太网控制器市场中的龙头厂商,目前正在低端gbe控制器市场夺取份额。杰尔虽然是该市场中的后来者,但推出了业内独一无二的48端口gbe交换芯片。

总体来看,gbe lom解决方案正在日益变得通用化,但gbe交换芯片组仍有充足的差异化空间。但由于多家老牌供应商在供应多种gbe产品,所以其它新兴的芯片厂商很难打入gbe市场。因此初创公司的活动已转向10gbe,但该领域的商用化市场目前仍很小很小。

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发布日期:2019年07月04日  所属分类:新闻动态