5Gインフラ、AI駆動型ネットワークプラットフォーム、高頻度取引環境といった現代のデータ集約型システムでは、高速チップ間通信が不可欠な要件となっています。150G Interlakenは、デバイス間の低レイテンシかつスケーラブルなデータ転送を可能にすることで、これらの要件を満たすよう設計された高速シリアルインターフェースプロトコルとして広く採用されています。オープンスタンダードのシリアルインターフェースである150G Interlakenは、柔軟なレーン構成と強力なエラー処理メカニズムをサポートしており、高帯域幅アプリケーションに最適です。
iWave社のZynq™ UltraScale+™ MPSoCプラットフォームは、AMDの技術を搭載し、ソフト150G Interlaken実装をサポートしており、25.78125Gbpsで動作する6レーンを使用することで、ブロックあたり最大150Gbpsのスループットを実現します。この機能により、設計者は次世代のネットワークおよびコンピューティングプラットフォーム向けに、効率的で高性能な相互接続を実装できます。
150G Interlaken IPコアは、AMDプロジェクトライセンスに基づいて提供されます。プロジェクトライセンス契約が締結されると、選択したデバイス型番に基づいてIPコアの機能が有効化されます。このコアは、高速シリアルI/O用のギガビットトランシーバー（GT）とのインターフェースを備え、ピン数と消費電力を削減する柔軟なプロトコルレイヤーを提供します。バースト指向の転送メカニズムにより、パケットベースの処理やネットワークアクセラレーションのユースケースに特に適しています。
アーキテクチャ
Interlaken 150G IPコアはソフトマクロとして提供されるため、対応AMDデバイスへの実装が容易です。Interlakenは、特定の帯域幅要件に合わせて幅広いレーン幅とラインレートで動作できるため、複数のシステムコンポーネント間のチップ間インターコネクトとして広く使用されています。
レーンロジックオンリーモードにより、各シリアルトランシーバが完全なInterlakenインターフェースの形成に参加できるようになります。コアを実装するには、高速シリアルトランシーバブロックに接続し、必要なクロックソースを供給し、ユーザー側のローカルバス（LBUS）にインターフェースする必要があります。このアーキテクチャにより、高いパフォーマンスとスケーラビリティを維持しながら、統合が簡素化されます。
用途
- データセンターおよび通信インフラストラクチャ: ルータおよびスイッチ内のスケーラブルなライン カードによるスイッチ ファブリック接続を有効にします。
- フレーマー/MACからネットワークコンポーネントへ: 高速パケット処理のために、フレーマ/MAC ブロックとスイッチ ファブリック、NPU、またはトラフィック マネージャ間の効率的なインターフェイスを提供します。
- 高速バックプレーンおよびメモリインターフェイス: TCAM およびバッファ メモリ接続、およびエンタープライズ システムにおける信頼性の高い高速バックプレーン リンクをサポートします。
- エンタープライズおよびクラウド コンピューティング: クラウド サーバーとエンタープライズ ネットワークに低レイテンシ、高スループットの相互接続を提供し、AI、ビッグ データ、仮想化ワークロードをサポートします。
- ネットワークアプリケーション: ルータ、スイッチ、光伝送機器、5G 基地局、エッジ コンピューティング プラットフォームなどのチャネル化された高帯域幅システムで使用されます。
iG-G35D: Zynq™ UltraScale+™ ZU19EG MPSoC 開発キット
- その iWave ZU19EG-2 開発キット レーンあたり 25.78125 Gbps で動作する 6 つの GTY トランシーバー レーンを使用して、150 Gbps の帯域幅を実現します。
- ZU19EG-2 開発キットは、合計 16 個の高速トランシーバーを備えた 4 つの QSFP28/QSFP+ ポートをサポートする Quad QSFP28/QSFP+ FMC+ モジュールを使用します。
- バンク 129 (X0Y8 ～ X0Y11) および 130 (X0Y12 ～ X0Y13) の 6 つの高速トランシーバーは、150G Interlaken IP コアで動作するように構成されています。
- 195.3125 MHz GT リファレンス クロックはオンボードのクロック シンセサイザー 2 から使用され、クロック シンセサイザーの構成は FSBL 内で処理されます。
- 開発キットは、Quad QSFP28/QSFP+ FMC+モジュールと2つのQSFPボード間コネクタを使用して相互接続されます。上部スタックコネクタ（バンク129）と下部スタックコネクタ（バンク130）は、4つのQSFP28/QSFP+インターフェースを介して2つのボードを接続するために使用されます。
Interlaken IP統合
次のシーケンスは、150G Interlaken IP コアの電源投入後の動作の概要を示しています。
- デバイスの電源が投入され、リセット手順が完了すると、Interlaken 150G IPコアのTXパスは、受信デバイスのInterlakenインターフェースをアライメントおよび同期するために、制御/アイドルワードの送信を開始します。同様に、コアのRXパスは制御/アイドルワードを受信し、独自の同期手順を完了します。
- 実際のデータ転送を防止するために、Interlaken 150G IP コア TX パスへのすべてのフロー制御入力を XOFF 状態に設定します。
- RXパスは最終的に整列・同期され、ユーザーロジックに同期が完了したことを通知します。その後、データ受信準備が整ったチャネルのフロー制御情報をXOFFからXONに切り替えることができます。
- 相手側デバイスがデータ受信準備ができると、XON情報をInterlaken 150G IPコアに送信します。IPコアは、データ送信に使用可能なチャネルをユーザーロジックに通知します。
150G Interlakenが必要な理由
- 効率性： 150G Interlaken などの高速シリアル インターフェイスは、パラレル インターフェイスと比較して、ピン数が大幅に削減され、消費電力が低く、電磁干渉に対する耐性が向上します。
- 信頼性： このプロトコルにより、上位層の通信プロトコルに依存せずに、チップ間の信頼性の高いデータ転送が可能になります。
- スケーラビリティ、構成可能性、再利用: Interlaken インターフェイスは、さまざまなデータ レートをサポートするように拡張および再構成できるため、複数のシステム設計とアプリケーション間で再利用できます。
結論
Zynq™ UltraScale+™ ZU19EG MPSoCプラットフォーム上での150G Interlakenの検証は、次世代チップ間相互接続向けの堅牢かつ高性能なソリューションを実証するものです。iWaveのZU19EG Zynq UltraScale+ SoMとAMDテクノロジーを統合することで、このプラットフォームは効率的なデータ取得と処理を可能にし、要求の厳しい高速通信およびネットワークアプリケーションに最適です。
詳細情報やお問い合わせは、mktg@iwave-global.comまでご連絡ください。
