搶攻O-RAN分散式單元建置市場，Silicom推出新款SmartNIC

在2020年10月，英特爾發表代號為Lightning Creek的FPGA加速卡產品，名為FPGA SmartNIC N5000系列，隔年3月，他們預告將在8月舉行的英特爾架構日，發表這類解決方案的加速開發平臺（ADP）：代號為Arrow Creek的N6000-PL，並且有兩款產品實作這套平臺，隨後會在2022年2月舉行的世界行動通訊大會（MWC）展示。我們現在所要介紹的Silicom FPGA SmartNIC N6010系列，正是其中一款基於此平臺而成的產品，而在2021年12月，Silicom公司也正式宣布推出這款加速卡。

事實上，英特爾在2021年3月初步公開N6000-PL平臺的消息時，特別提到，這是立足於FPGA PAC N3000的基礎而發展的SmartNIC，可提供更強大的效能，當中將採用2019年4月推出的10奈米製程Intel Agilex FPGA晶片、具有2個100GbE埠的傳輸能力，還可選配網路控制器晶片Intel Ethernet Controller E810。

至於Silicom FPGA SmartNIC N6010系列，英特爾表示，這套PCIe介面卡形式的硬體加速平臺，可用於4G與5G行動網路的基頻單元（BU），以及分散式單元（DU），若需要更多涉及網路介面的處理能力，可選購額外配備Intel Ethernet Controller E810的機型N6011。

之所以提供ADP平臺，英特爾也提出解釋。他們表示，是為了推動以生態系統為中心的新戰略，所以，將參考平臺與相關的組建模塊提供給合作夥伴，協助他們快速開發可滿足生產環境運作需求、且能夠部署的產品，而能提供給終端用戶。一般而言，ADP建構模塊包含工作板等級的硬體設計、軟體、驅動程式，而能使用英特爾提供的技術堆疊架構Open FPGA Stack（Intel OFS），以及技術設計支援。

到了8月英特爾架構日，該公司也在介紹IPU最新進展時，談到Arrow Creek，也就是N6000，當中進一步提到更多特色與規格。

從主要功能而言，用戶可在此自定封包處理方式，可涵蓋網路橋接與多種網路服務等用途；能經由Intel OFS與DPDK等軟體支援，實現可程式化；能運用安全的方式遠端更新PCIe介面卡上的FPGA晶片與韌體；而且，它也內建信任根。

以硬體設計而言，英特爾也特別透過圖解方式呈現N6000的組態配置，例如，外形為全高半長的PCIe介面卡、採用被動散熱（無風扇）；連接在電腦或伺服器的I/O介面，為PCIe 4.0 x16；有2個100GbE網路埠、接頭為QSFP56；提供16GB的DDR4記憶體與FPGA晶片搭配，以及1GB的DDR4記憶體與FPGA晶片內建的處理器搭配；同時，這裡也配備了Intel Max系列FPGA晶片，還提供精準計時機制。

同時，英特爾也強調此平臺可支援多種IT基礎架構工作負載，例如開放式虛擬交換器（OVS）、使用IPv6的分段路由（Segment Routing with IPv6 Data Plane，SRv6）、虛擬防火牆（vFW）、Juniper軟體定義網路Contrail，能夠協助通訊服務業者（Communication Service Providers，CoSPs）加速其特有的工作負載。

而在2021年12月，Silicom正式發表FPGA SmartNIC N6010與N6011，當中提到這款產品可用於開放性無線存取網路（Open Radio Access Network，簡稱為Open RAN或O-RAN）的兩種前傳同步部署組態，也就是低層功能分割（Lower Layer Split，LLS）的C1與C2等兩種拓樸架構，而能在3GPP標準針對通用公共無線介面（CPRI）的功能分割第6部分，或是針對強化型通用公共無線介面（eCPRI）的功能分割第7.2個部分，支援4G與5G網路IP協定堆疊介面。

關於這款產品適合的應用場景，該公司列出不少選項，例如，4G與5G無線寬頻網路的vRAN加速、網路功能虛擬化（NFV）、多重存取邊緣運算（Multi-Access Edge Computing，MEC），也能用於視訊轉碼、網路安全、高效能運算，以及財務分析等領域。

今年2月MWC大會舉行期間，英特爾與Silicom展出FPGA SmartNIC N6010與N6011，再度強調此系列產品因為搭配Intel Agilex FPGA晶片而來的硬體可程式化特性，能夠使O-RAN的分散式單元具備更強大的效能，而N6011也因配備IntelEthernet Controller E810，而增進了這款SmartNIC產品的乙太網路傳輸處理效能。

基於這樣的設計，能夠在O-RAN架構當中，作為網路實體層（Layer 1）處理的卸載引擎，並在O-RAN的LLS-C1與LLS-C2這兩種前傳同步組態運作，同時提供進階的時間同步處理機制。

在個別晶片的效能表現上，英特爾也特別提出數據，突顯Intel Agilex FPGA的兩大特色。相較於其他7奈米製程FPGA晶片，Intel Agilex FPGA可提供2倍的每瓦交織網路效能（Fabric Performance per Watt），而在5G無線電單元（O-RAN RU）的功能執行速度，可以快上15%到20%。

除了產品定位與功能，Silicom公司也公布多份文件，介紹FPGA SmartNIC N6010與N6011的硬體規格特色。

就FPGA晶片而言，這系列產品使用的是Intel AgileX F系列的014機型（AGF014），裡面嵌入由4顆Arm Cortex-A53組成的硬體處理器系統（HPS），以及140萬個可程式化邏輯元件交織網路。

而在網路介面的部分，這裡透過2個QSFP28埠提供乙太網路，或是兼容乙太網路與CPRI的介面──能以4個25Gb/s的eCPRI/CPRI模組對應4個100 MHz的電信業者無線電單元，也能以10/25Gb/s的QSFP28埠介接主時鐘（Grand master）。

在記憶體的配置上，從Silicom公布的組成架構圖解上，我們可以看到FPGA晶片使用了4個通道，連接2個支援ECC驗證的4 GB記憶體，以及2個無ECC驗證的4 GB記憶體，而在FPGA晶片本身的HPS系統的部分，有一條獨立通道連接支援ECC驗證的1GB記憶體。

產品資訊

Silicom FPGA SmartNIC N6010系列
●原廠：Silicom
●建議售價：廠商未提供
●外形：全高半長介面卡
●處理器：Intel Agilex AGF014
●網路介面：Intel Ethernet E810-CAM2（N6011提供）
●記憶體：2支8 GB DDR4、1支1GB DDR4
●I/O介面：PCIe 4.0 x16
●傳輸介面：2個QSFP28/56埠（可支援100GbE）
●熱設計功耗：75瓦到125瓦

【註：規格與價格由廠商提供，因時有異動，正確資訊請洽廠商】