思科，豪赌芯片

来源:半导体行业观察发布时间:2023-06-21628浏览

谈及思科，我们都知道他们在路由器和交换机方面闻名，但现在这家网络巨头正在扩展到竞争激烈的芯片销售业务。而这是他们一个不得已而为之的决定。

过去多年里，Facebook 和微软等巨头一直在设计自己的网络硬件，并将生产外包给海外制造商。之所以会滋生这个想法，是因为大型科技公司希望可以创建满足其特定需求的定制网络设备，而不是购买思科的传统路由器和交换机。

有见及此，思科希望通过销售专用网络芯片，吸引那些自己制造硬件但仍需要专用芯片的科技巨头。“我们开始向从未有过的客户敞开大门”，思科CEO Chuck Robbins在2019年的一场采访中表示。

他也信心十足地说，思科希望成为像高通和英特尔一样的强大的半导体厂商。

搞芯片，不是一时头热

对于研发芯片，我们找不到确切的信息他们是从什么时候开始。但翻开这家并购巨头的收购历史，我们可以看到他们早在1999 年就收购了为超高速广域（OC48、OC192 及以上）数据接口提供高度集成的芯片的半导体公司StratumOne Communications。

到了2000年，思科又收购了Growth Networks，其研发的Internet Switching Fabric 是一种新型网络芯片，可互连高端交换机和路由器中的输入和输出端口。按照思科在当时收购时的说法，该技术将有助于为下一代网络奠定基础，并使服务提供商能够满足可扩展性、灵活性、多服务支持和服务质量等关键要求。

同年，思科又收购了Seagull Semiconductor的子公司，以获得其核心技术开发团队，为 Cisco 带来了高速芯片专业知识，以加速 terabit 性能路由器的开发。

2006年，思科宣布收购Greenfield Networks。据当时的收购公告介绍，Greenfield 在为城域以太网市场开发和部署芯片方面有着良好的记录，而该技术与思科现有的城域以太网产品线高度互补。

2012年，思科收购了为高速网络应用开发先进光学互连技术的Lightwire ，此次收购将使思科能够提供具有下一代光连接的经济高效的高速网络，从而使服务提供商和数据中心客户能够满足对视频、数据、语音、移动和云服务不断增长的需求。

2014年，思科又将开发半导体存储器知识产权 (IP) 和工具的Memoir Systems收入囊中。按照思科所说，通过这个收购，能使 ASIC 供应商能够以更快的速度构建可编程网络交换机。得益于此次收购，也将使当时的Cisco 交换机 ASIC 的经济实惠的快速内存得以普及，并将有助于推动 Cisco 的 ASIC 创新，以满足下一代 IT 需求。

2016年，在设计领先的网络半导体方面拥有强大而成功的记录的团队Leaba Semiconductor也成为了思科的囊中物。斯克表示，此次收购推进了其创新战略，支持思科产品的持续差异化，并实现了我们为客户提供一流解决方案的目标。

2018年，思科收购了硅光子学芯片专家Luxtera。借助这家使用硅光子技术为网络规模和企业数据中心、服务提供商细分市场和其他客户构建集成光学功能的公司，思科希望Luxtera能为公司提供解决该数据网络问题的光子解决方案。

2019年，思科又收购了开发、制造和销售高速相干光互连产品的半导体公司Acacia Communications。据介绍，Acacia 开发、制造和销售高速相干光互连产品，这些产品旨在通过改进性能、容量和成本来改造通信网络。而思科正在构建行业领先的光学、硅和软件技术组合，以推进我们基于意图的网络，Acacia 的相干光学技术将建立在该组合的优势之上。

从2019年到现在，思科并没有再收购芯片公司。但也正是从这一年开始，思科掀开了公司自研芯片的轰轰烈烈新序幕。

从Silicon One开始，思科“变天”

思科CEO Chuck Robbins在2019年接受媒体外媒的时候曾表示：“向服务提供商（包括电信公司）销售产品，几年来一直是一个艰难的市场。”公司的业绩和股市也在这段时间遭受冲击。这就趋势网络巨头去寻找新的路数。

于是，对外销售公司新近推出的Silicon One芯片就成为了思科的新“救命稻草”。思科也希望通过这种方式带来改变，吸引客户购买思科的新芯片或由他们提供动力的公司新路由器和交换机。思科CEO Chuck Robbin更是自豪地说：“从今天开始，我们将做一些你们中的一些人从未想过我们会做的事情——向我们的一些客户出售我们的芯片并帮助他们构建其产品。”思科在当时也透露，他们正在向包括 Facebook、微软和AT&T在内的少数知名企业销售网络芯片。

思科方面表示，Silicon One将结合交换机和路由芯片的特性。能够非常快速地移动数据并且仍然是可编程的，具有改变其功能的能力。在网络之间引导流量的路由通常由具有其他属性但无法足够快地引导数据以适应现代互联网流量负载的芯片组进行。但思科高管表示，一个提供所有功能的芯片将消除对不同软件层的需求，从而简化网络的操作。

“Cisco Silicon One 消除了业界存在数十年的硬分界线，开创了网络的新时代。我们独特的解决方案是唯一可以跨越路由和交换的统一架构，从网络规模的数据中心 TOR 到服务提供商和企业园区边缘和核心网络，以及跨越所有系统设计形式因素。客户一次移植SDK，随处部署。”思科方面强调。

昨夜晚间，思科又带来了用于人工智能超级计算机的网络芯片。据介绍，其最新一代以太网交换机 G200 和 G202 的性能是上一代产品的两倍，最多可连接 32,000 个 GPU。“G200 和 G202 将成为市场上最强大的网络芯片，为 AI/ML 工作负载提供动力，从而实现最节能的网络，”思科研究员和前首席工程师 Rakesh Chopra 说。

思科表示，这些芯片可以帮助执行人工智能和机器学习任务，减少 40% 的交换机和更少的延迟，同时提高能效。思科方面透露，这些芯片正在由六家主要云供应商中的五家进行测试，但没有透露这些公司的名字。

而根据思科在过去的介绍可以看到，这家芯片“新贵”正在以行业巨头博通为追赶目标。因为在介绍Silicon One的时候，他们也以博通的Tomahawk 4芯片作为参考对象。根据相关统计资料显示，博通是交换芯片的最大供应商，占有高达 80% 的市场。

除此以外，包括Marvell、Nvidia（Mellanox）和Intel（Barefoot Networks）在内的巨头，也是思科的潜在竞争对手。

强者恒强，未来之路非坦途

虽然思科拥有很强的团队和产品规划，但拥有领先优势的厂商并不会让思科轻易“得逞”，例如Marvell为了巩固其地位，在2021年就收购了云数据中心商业交换机芯片供应商Innovium，再叠加他们在之前收购Cavium所获得的以太网交换方面的技术，能帮助Marvell带来极具竞争力的芯片。

今年三月，他们就推出用于 800 Gb/秒交换机的 51.2 Tb/秒 Teralynx 10 ASIC 。

据Marvell介绍，Teralynx 10 是更大、更胖（fat）的开关 ASIC，它也基于采用 PAM-4 编码的 100 Gb/秒 SerDes，具有 512 个 112G SerDes，用于高达 32 个 1.6Tbps 链路、64 个 800Gps 链路等。根据 Marvell 汽车、相干 DSP 和开关集团执行副总裁 Nariman Yousefi 的说法，100 Teralynx 10 芯片中使用的 Gb/sec SerDes 是由 Marvell、Inphi 和 Innovium 团队联合设计的。

随后，Broadcom 带来了以太网交换机芯片Jericho3-AI ，旨在连接超级计算机，并具有适用于人工智能 (AI) 环境的高性能结构。据介绍，Jericho3-AI 的最高吞吐量为 28.8Tb/s。它有 144 个以 106Gbps PAM4 运行的 SerDes 通道，支持多达 18 个 800GbE/36 个 400GbE/72 个 200GbE 网络端口。

除了速度和馈送之外，Jericho3-AI 还具有比上一代改进的负载平衡功能，以确保最大的网络利用率和无拥塞操作。没有数据包抖动和高基数（意味着支持交换机中的大量端口）使 Jericho3-AI 可以连接到 32,000 个 GPU。

而Nvidia也于 2022 年 4 月推出了 Spectrum-4 以太网 ASIC。据介绍，NVIDIA Spectrum-4 ASIC 和 SN5000 开关系列基于 4N 工艺，包含超过 1000 亿个晶体管以及简化的收发器设计，可实现一流的能效和总成本所有权。凭借支持 128 个 400GbE 端口的 51.2Tbps 聚合 ASIC 带宽，结合自适应路由和增强的拥塞控制机制，Spectrum-4 优化了融合以太网结构上的 RDMA 并显着加速了数据中心。

凭借 12.8Tbps 的加密带宽和这些安全功能（也存在于 BlueField-3 DPU 和 ConnectX-7 SmartNIC 中），Spectrum-4 也是市场上最快、最安全的端到端以太网网络平台之一。