Newテクノロジー（2）
ITシステムの統合IOネットワークを実現する
「10ギガイーサネットスイッチ技術」

10ギガイーサネットスイッチの開発

従来の10ギガイーサネットスイッチは、広域ネットワーク用の大規模な装置が一般的で、物理的なサイズやスイッチの遅延時間が大きく、かつ高価でした。そのため、統合ネットワークを実現するためにサーバ間やサーバとストレージ間をつなぐ、小型、低コストで遅延時間も小さな10ギガイーサネットスイッチが求められていました。
富士通研究所では、2003年6月、世界で初めて12ポートの10ギガイーサネットスイッチの1チップ化に成功しました。さらに、そのLSIの改良を続け、メタルケーブルで10ギガイーサネットの信号を25m伝送できるIO回路（10ギガビットの標準電気インターフェース10GBASE-CX4に準拠したXAUI/CX4インターフェース）を備えた1チップの10ギガイーサネットスイッチLSIの開発にも成功しました。これにより、10ギガイーサネットスイッチをワンボード化することが可能となり、電気信号によるメタルケーブル接続やプリント板によるバックプレーン接続を実現し、システムの小型化、低コスト化、省電力化を可能としました。
統合IOネットワークでは、統合した複数のネットワークをセキュリティや性能等の面から業務や用途毎に論理的に分割する、ネットワークの仮想化が必要になります。一方、トラフィックの増加に伴いスイッチの帯域幅やポート数の増加、集積度の向上、低コスト化も一層求められてきています。そこで、2006年8月、12ポートから20ポートにポート数を大幅に増やし、スイッチング帯域幅も240Gbpsから400Gbpsに増大させた10ギガイーサネットスイッチLSI「AXEL-X」（図2）を開発しました（AXELは本LSIの開発コード名）。本LSIでは、10Gbpsシリアルインターフェースを業界で初めてスイッチLSIに搭載することに成功しました。これにより、外部に追加でインターフェースチップを使うことなく、XFP（10 Gigabit Small Form Factor Pluggable）等の光モジュールを直接接続することが可能となり、コスト、遅延時間、実装密度、消費電力を大幅に削減することが可能になりました。本LSIでは、さらに、業界最大規模の3Mバイトの内部バッファメモリ、300nsのスイッチ遅延時間を実現するだけでなく、トラフィックの優先度制御等の高いサービス品質機能、トラフィックの輻輳制御機能等を実装し、統合IOネットワークの実現に必要となるネットワークの仮想化を可能としています。

[図2]10ギガイーサネットスイッチLSI「AXEL-X」

小型で高性能な
10ギガイーサネットスイッチの開発

「AXEL-X」を用いて、統合IOネットワークを実現するためのサーバ間接続やサーバ・ストレージ間接続に最適な小型・高性能な10ギガイーサネットスイッチ装置「XG2000」を開発しました（図3）。「XG2000」は「AXEL-X」の特長を活かし、（1）帯域幅400Gbps以上、遅延時間300nsという高性能と、（2）10ギガイーサネット向け光モジュールであるXFPを20ポート搭載可能ながら、高さ1U（約45mm）の小型化を実現しました。本スイッチは、統合IOネットワークの実現のみならず、非圧縮ハイビジョン映像のリアルタイム伝送や映像制作システムのネットワーク等、広帯域が必要とされる様々なシーンに活用されることが期待されています。
富士通研究所では、今回ご紹介したLSI技術、スイッチ技術をさらに発展させて、今後もITシステムの高性能化、運用の容易化を実現する技術を開発してまいります。

[図3]10ギガイーサネットスイッチ「XG2000」