【導(dǎo)讀】千兆以太網(wǎng)芯片及廠商地位詳解

    以太網(wǎng)芯片市場(chǎng)規(guī)模龐大，而且比較穩(wěn)固，但該市場(chǎng)每隔幾年就會(huì)出現(xiàn)一次重大技術(shù)轉(zhuǎn)變。該產(chǎn)業(yè)目前處于從快速以太網(wǎng)(FE)向千兆以太網(wǎng)(GbE)轉(zhuǎn)變過(guò)程的末期。2005年，PC出貨量超過(guò)2億臺(tái)，其中半數(shù)左右在主板上集成了GbE(LOM)網(wǎng)卡。其中大多數(shù)GbE LOM設(shè)計(jì)采用的是博通(Broadcom)、英特爾、Marvell和瑞昱(Realtek)的單芯片(MAC+PHY)控制器芯片。相比之下，2005年出貨的以太網(wǎng)交換機(jī)端口中GbE不到三分之一。雖然博通、Marvell、Vitesse和杰爾(Agere)等公司的GbE 交換+PHY芯片組都已相當(dāng)成熟，但許多企業(yè)用戶(hù)仍愿意繼續(xù)購(gòu)買(mǎi)百兆工作組交換機(jī)，因此未來(lái)GbE交換芯片和PHY芯片出貨量將有充足的增長(zhǎng)空間。

    臺(tái)式電腦和筆記本電腦是推動(dòng)GbE控制器芯片出貨量增長(zhǎng)的主要因素。企業(yè)級(jí)PC設(shè)計(jì)要求具備ASF 2.0支持等遠(yuǎn)程管理特點(diǎn)，而消費(fèi)PC設(shè)計(jì)則主要受成本驅(qū)動(dòng)。博通和英特爾控制著一線(xiàn)PC OEM廠商中的GbE LOM設(shè)計(jì)，而Marvell則已通過(guò)主板ODM廠商的設(shè)計(jì)打入了白牌電腦(white-box)市場(chǎng)。雖然瑞昱缺乏對(duì)ASF 2.0的支持，但該公司正在隨著GbE LOM向消費(fèi)市場(chǎng)滲透而提高自己的份額。一種新的趨勢(shì)是，通過(guò)系統(tǒng)邏輯芯片組集成的方式來(lái)替代獨(dú)立的單芯片控制器芯片。英特爾最新推出的臺(tái)式電腦和服務(wù)器平臺(tái)集成了GbE MAC，通過(guò)一個(gè)外部英特爾PHY芯片激活。Nvidia也推出了具有集成式GbE MAC的芯片組，但該公司需依賴(lài)Marvell、杰爾、博通、瑞昱和Vitesse等公司的GbE PHY芯片。

2005年千兆以太網(wǎng)交換芯片廠商銷(xiāo)售額分布

    在GbE控制器領(lǐng)域，單芯片設(shè)計(jì)已經(jīng)出現(xiàn)好幾年了。與此不同，集成繼續(xù)是GbE交換機(jī)領(lǐng)域中的主要趨勢(shì)。在低端SMB設(shè)計(jì)方面，Vitesse率先推出了一款8XGbE交換機(jī)芯片，在所有端口上都有集成的PHY。這款芯片還具有全面的Layer 2功能集，并集成了一個(gè)8051微控制器以運(yùn)行智能交換設(shè)計(jì)中的Web控制臺(tái)(web console)。博通隨后也推出了一款單芯片8XGbE交換芯片，但芯片還需依賴(lài)智能設(shè)計(jì)中的一個(gè)外部處理器。最新的單芯片交換機(jī)設(shè)計(jì)來(lái)自杰爾，該公司的8XGbE器件集成了一個(gè)ARM7 CPU。杰爾、博通和Vitesse公司的8XGbE芯片還提供一個(gè)或多個(gè)GMII/RGMII端口，用于和路由器/網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)中的外部處理器相連。

    由于最新款GbE PHY設(shè)計(jì)的每端口功耗亦高于500mW，因此目前的GbE交換芯片最多只能集成八個(gè)PHY，廠商把交換芯片與外部多端口PHY器件相結(jié)合。杰爾、博通和Vitesse推出了八端口PHY器件，而Marvell則提供四端口 PHY芯片組，與其交換芯片相配。所有這四家廠商都能提供具有24個(gè)GbE端口或更多端口的交換芯片。Vitesse是唯一一家把八端口 PHY集成到交換芯片上的廠商，因此將它的24XGbE設(shè)計(jì)的芯片數(shù)目減少至三個(gè)(一個(gè)交換芯片加上兩個(gè)八端口PHY)。杰爾和博通供應(yīng)四芯片設(shè)計(jì)，即一個(gè)交換芯片和三個(gè)八端口PHY；Marvell公司的四端口PHY使其需要七個(gè)芯片。集成對(duì)于總體功耗的影響不大，Vitesse的芯片組功耗僅比博通和Marvell的產(chǎn)品約降低了10%。

    在大型企業(yè)應(yīng)用方面，博通、Marvell和杰爾提供具有萬(wàn)兆以太網(wǎng)(10GbE)上行鏈路端口的GbE交換芯片。博通公司的BCM56405和Marvell公司的DX285集成了24個(gè) GbE端口和四個(gè)10GbE端口(24+4)，兼作堆疊端口。在典型的應(yīng)用中，兩個(gè)端口用于堆疊，其中兩個(gè)10GbE端口用于上行鏈路和冗余上行鏈路。博通和Marvell公司的芯片是Layer 3交換，支持IPv4和IPv6路由。杰爾的ET5148集成了48個(gè)GbE端口和兩個(gè)10GbE 端口(48+2)，從而更適用于固定配置設(shè)計(jì)。ET5148還支持少量靜態(tài)IPv4或IPv6路由。杰爾和博通把它們各自的交換芯片與八口PHY相結(jié)合用作GbE端口，而Marvell則供應(yīng)一種四口PHY。所有這三種芯片都采用XAUI端口用于連接到10GbE光學(xué)模塊；博通公司的芯片還直接支持CX4布線(xiàn)。

    2005年，少數(shù)供應(yīng)商占了GbE芯片銷(xiāo)售額中的絕大部分。博通在GbE LOM控制器芯片和GbE switch+PHY芯片組市場(chǎng)均是龍頭廠商。Marvell雖然在GbE商用市場(chǎng)起步較晚，但現(xiàn)在也在GbE switch+PHY芯片組領(lǐng)域穩(wěn)居第二，在GbE控制器芯片領(lǐng)域排名第三。英特爾在GbE控制器市場(chǎng)占有較大的市場(chǎng)份額，僅次于博通，但它不再提供GbE交換芯片解決方案。Vitesse面向SMB市場(chǎng)推出了一系列有吸引力的交換芯片，但該公司財(cái)務(wù)狀況不佳，可能被迫削減對(duì)以太網(wǎng)產(chǎn)品的投資。按銷(xiāo)量計(jì)算，瑞昱是百兆以太網(wǎng)控制器市場(chǎng)中的龍頭廠商，目前正在低端GbE控制器市場(chǎng)奪取份額。杰爾雖然是該市場(chǎng)中的后來(lái)者，但推出了業(yè)內(nèi)獨(dú)一無(wú)二的48端口GbE交換芯片。

    總體來(lái)看，GbE LOM解決方案正在日益變得通用化，但GbE交換芯片組仍有充足的差異化空間。但由于多家老牌供應(yīng)商在供應(yīng)多種GbE產(chǎn)品，所以其它新興的芯片廠商很難打入GbE市場(chǎng)。因此初創(chuàng)公司的活動(dòng)已轉(zhuǎn)向10GbE，但該領(lǐng)域的商用化市場(chǎng)目前仍很小很小。