在混合工作和網絡地理分布增長的推動下，對網絡基礎設施的帶寬和安全性的需求正在重新定義無邊界網絡。據650集團預測，在人工智慧/機器學習（AI/ML）應用的帶動下，400G（每秒千兆位）和800G的總埠帶寬將以每年50%以上的速度增長。這種急劇的增長正在擴大向112G PAM4連接的過渡，不僅是雲數據中心和電信服務提供商的交換機和路由器，還包括企業以太網交換平台。
日前，Microchip（微芯）推出了全新的META-DX2+ PHY系列產品。據介紹，這是業界首款集成1.6T（太比特/秒）線速端到端加密和埠聚合功能的解決方案，可助力企業以太網交換機、安全設備、雲互連路由器和光傳輸系統向112G PAM4連接過渡，並保持尺寸緊湊性。
META-DX2+具有可配置1.6T數據通路架構，在總變速器容量和由其獨特的ShiftIO能力實現的無中斷2:1保護開關復用模式方面，優於競爭對手2倍。靈活的XpandIO埠聚合能力優化了路由器/交換機的埠利用率，支持低速率流量。此外，這些器件還支持IEEE 1588 C/D類精確時間協議（PTP），以實現5G和企業關鍵業務服務所需的精確納秒時間戳。
下一代設備的多樣化需求
Microchip通信業務部資深產品營銷經理郎濤表示，第一代META-DX1產品支持1G到400G速率，建立在這代產品的成功基礎上，META-DX2+可支持1G到800G的以太網速率。他指出，通過添加800G以太網速率、112G PAM4 Serdes 以及包括 MACsec和IPsec在內的加密技術，META-DX2+的優勢體現在豐富的適用於各種應用類型的功能集。當客戶採用META-DX2+ 做共平台設計時，他們可以在不同產品不同應用中重複使用META-DX2+的硬軟體設計從而節省大量研發時間和資源。
郎濤認為，META-DX2+作為一款具備埠聚合功能的太比特級安全以太網PHY系列產品，可滿足多種設備類型的需求，例如雲互連路由器、企業級以太網交換機、安全設備、AI/ML 算力節點和光傳送系統等，它都將發揮出關鍵作用。
其中，雲數據中心互連將受惠於META-DX2+的大容量1.6T帶寬和加密能力，其1.6T的gearbox容量是同類方案的兩倍；而加密功能不僅保護了數據鏈路的安全，同時釋放了中央處理器的負擔。
對於企業級交換和路由設備來說，則可以利用 META-DX2+的埠聚合功能，將多個低速率埠匯聚到一個高速埠，從而使中央處理器或交換晶片能夠將埠運行在最高速率以達到最大容量。與此同時，所有埠仍然能實現加密、PTP 和其他功能。他強調，IPsec對企業客戶來說尤其有價值，因為可以對網絡中的鏈路實現端到端的線速加密。
對於光傳送系統來說，利用 META-DX2+內部的可編程交叉連接功能可以靈活地與各種相干光模塊、灰光模塊和直連電纜（ DAC）連接，並支持以太網、OTN 和其他私有速率。
總體而言，針對下一代設備所需，META-DX2+可提供如下功能：第一，1.6T gearbox容量-為4x400G設計提供面積最小的PHY。與其他需要兩個PHY晶片的方案相比，META-DX2+節省超過20%的電路板面積。第二，集成了MACsec和IPsec的線速加密，為雲數據中心和企業網絡提供端到端的安全保證。第三，XpandIO技術支持把低速以太網客戶埠聚合成高速以太網接口，以實現企業平台的優化。第四，用於5G回傳和關鍵業務服務的納秒級時鐘戳，可滿足IEEE 1588 PTP協議 C/D 類時鐘的要求。第五，對私有速率的支持和內置交叉連接功能，可用於AI/ML加速器之間的靈活連接。第六，ShiftIO技術、交叉連接功能以及OTN 速率的支持，可實現光傳送系統所需的靈活連接。
如何滿足網絡升級需求？
根據Cisco全球雲指數測算，超大規模數據中心正在迅速增長，到2021年底，占到所有運行中的數據中心中的53%左右。因此，向112G(千兆位每秒)PAM4串行器/解串器(SerDes)生態系統演進，以適應高密度交換、包處理和光學需要，正成為數據中心最熱門的話題之一。
650集團創始人兼技術分析師Alan Weckel指出，隨著業界向高密度路由器和交換機的112G PAM4串行生態系統過渡，線速加密和有效利用埠容量變得越來越重要。他認為，在實現MACsec和IPsec加密、利用埠聚合優化埠容量以及靈活地將路由/交換晶片連接到多速率400G和800G光學器件方面，Microchip的META-DX2+系列將發揮重要作用。
郎濤談到，業內正處於向112G過渡的早期階段，儘管224G SerDes 是邁向未來的合乎邏輯的一步，但仍需要一些時間。當前，112G PAM4 SerDes 已被廣泛用於下一代交換機和光模塊中，它使埠密度比上一代提高了1倍，同時也推動了對retimer/PHY的需求以獲得良好的信號完整性。
隨著數據流量持續激增，網絡架構將進一步升級，從400G向800G演進的需求也在浮出水面。那麼，這其中有哪些重點需求要去滿足？
郎濤表示，首先，從400G升級到800G將使每個埠的容量翻倍，但QSFP埠的形態和8個電通道並沒有變化，所以關鍵是將56G PAM4信號演進到112G PAM4 信號。其次，新的交換晶片和路由晶片已採用112G PAM4的SerDes通道互連，而META-DX2+可以支持這種連接。從成本角度來看。當前基於QSFP-DD形態的400GE或400ZR光模塊已經很實惠，因此，META-DX2+將能夠以其業界最大的1.6T gearbox容量，幫助400G光模塊（每通道 56G PAM4）與新設備的112G PAM4通道輕鬆相連。
契合三大應用關注點
成本、可快速開發、安全等，無疑都是網絡應用中的關注重點。
適用於META-DX2系列的Microchip第二代以太網PHY SDK，通過現場驗證的API庫和固件降低了開發成本。該SDK支持該系列中所有META-DX2L和META-DX2+ PHY器件。包括對開放計算項目（OCP）交換機抽象接口（SAI）PHY擴展的支持，以便在支持SAI的各種網絡操作系統（NOS）中實現對META-DX2 PHY的跨平台支持。
與META-DX2L重定時器一樣，全新系列META-DX2+ PHY可與Microchip的PolarFire FPGA、ZL30632高性能PLL、振盪器、穩壓器和其他組件一起使用。這些組件已作為系統得到預先驗證，有助於加快設計投產。
在安全方面，META-DX2+支持MACsec和IPsec的線速加密。由於隨著埠速率的不斷增加，加密會給處理器帶來很大的負擔，因此。META-DX2+ 把加密功能從分組處理器上釋放，以便系統更輕鬆地擴展端到端加密的帶寬。META-DX2+系列允許帶加密和不帶加密的統一硬體設計，並且使用相同的軟體SDK。
此外，系統啟動映像文件和 META-DX2+固件可以使用Microchip CEC1736“Root of Trust”器件進行驗證，確保產品安全。
在同時保證產品的高安全性和易用性方面，Microchip通過提供一系列引腳兼容的重定時器和帶有加密選項的高級PHY產品組合，支持開發人員能夠擴展設計，在通用板設計和軟體開發工具包（SDK）的基礎上增加MACsec和IPsec。
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