Les dernières innovations annoncées sur le front des circuits intégrés spécifiques aux applications (ASIC) apportent des fonctionnalités qui laissent entrevoir de très belles perspectives. Cependant, les récents lancements de Nokia, Cisco et d’autres acteurs du secteur semblent promettre une solution universelle sans jamais mentionner le mot qui fâche : compromis. Ceci interroge, puisqu’un bon chipset optimise nécessairement son architecture pour répondre à des besoins précis – souvent au détriment d’autres facteurs. Or, lorsque les constructeurs restent muets à ce sujet, c’est qu’ils ne vous disent pas tout.
Chez Juniper Networks, nous pensons que l’amélioration d’un élément du réseau ne devrait pas se faire aux dépens d’un autre. C’est pourquoi nous avons depuis longtemps diversifié notre offre de chipsets, afin que nos plateformes soient conçues pour remplir différents rôles au sein du réseau. Aujourd’hui, nous continuons d’affirmer cette stratégie avec l’annonce des ASIC Trio et Express de nouvelle génération. Face à la complexité croissante des réseaux, nous restons attachés à ce principe éprouvé depuis plus de dix ans auprès de nos clients : les réseaux sont plus performants lorsqu’ils reposent sur des composants taillés pour une mission donnée.
La conception des puces réseau, plus particulièrement, confronte toujours deux aspects essentiels : d’un côté l’échelle logique et, de l’autre, le débit. L’amélioration de l’échelle logique sur plusieurs dimensions simultanées requiert aussi une mémoire accrue. Mais l’augmentation de cette mémoire, pour atteindre un débit de plusieurs dizaines de téraoctets par seconde, nécessite également une optimisation. Pour faire simple : il s’agit de choisir entre un ASIC hautement flexible, axé sur la polyvalence et l’échelle logique, pour répondre aux besoins de diverses tâches complexes, ou un ASIC capable de fournir un débit ultrarapide pour les usages centrés sur la bande passante. En revanche, il est impossible d’optimiser ces deux critères à la fois au sein d’un même composant.
La diversification favorise la spécialisation
Depuis vingt ans, les réseaux n’ont cessé d’évoluer afin de prendre en charge des services numériques toujours plus variés et exigeants. Dans ce contexte, les opérateurs se tournent de plus en plus vers des circuits intégrés capables d’endosser des rôles bien spécifiques. D’un point de vue global, l’optimisation des ASIC réseau concerne l’une ou l’autre des deux dimensions précédemment évoquées.
- Échelle logique flexible : les nœuds de la périphérie multiservice qui assurent le haut débit grand public (BNG), tout comme les réseaux privés virtuels (VPN) d’entreprise, exigent une échelle logique et une flexibilité accrues. En effet, les plateformes situées en périphérie du réseau doivent assurer la prise en charge de fonctionnalités complexes pour chaque service et cas d’usage (tables de transfert à grande échelle, encapsulation flexible du tunnel, qualité de service (QoS) supérieure, filtres de sécurité de pare-feu, compteurs de gestion du trafic reliés à chaque service, etc.) tout en respectant le même niveau d’échelle logique. Or, ces fonctionnalités requièrent une mémoire accrue afin d’exécuter rapidement des recherches complexes dans de très vastes bases de données pour les cas d’usage typiques de la périphérie. Il en va de même en ce qui concerne le machine learning (ML), vers lequel se tournent de plus en plus d’opérateurs souhaitant accélérer la corrélation et l’identification de problèmes complexes, ceci afin d’améliorer à la fois la disponibilité du réseau et l’expérience client. Or, le traitement ML natif en périphérie multiservice fait appel à des capacités très différentes.
- Haut débit: dans d’autres parties du réseau, par exemple au niveau des nœuds de transfert chargés de l’agrégation du transport ou en cœur de réseau, la situation est tout autre. Les nœuds situés en cœur de réseau n’hébergent pas la même diversité de fonctions réseau, puisqu’ils ne prennent pas directement en charge les VPN ou les abonnés logiques. En revanche, ils doivent traiter d’énormes volumes de trafic pour répondre aux demandes croissantes en matière de débit. Par conséquent, ces nœuds ont besoin d’être optimisés pour augmenter le débit de la bande passante et les performances de transfert, en tenant compte des caractéristiques de pipeline et de mémoire nécessaires pour les opérations connues impliquant le débit, le filtrage, la télémétrie ou encore l’échantillonnage.
Au bout du compte, la conception des puces électroniques représente une équation à plusieurs variables, où l’échelle logique et le débit sont deux critères diamétralement opposés. Dans un format de die et un budget de consommation donnés, vous pouvez optimiser votre architecture en visant une amélioration significative soit du débit, soit de l’échelle logique. Mais il est impossible de privilégier l’un de ces deux aspects sans défavoriser l’autre.
Partant de ce principe, il est difficile de comprendre pourquoi certains fabricants de puces réseau ne parlent jamais d’optimisation, alors qu’une telle approche est indispensable pour aboutir à des plateformes conçues pour des domaines et des besoins spécifiques, à différents points de bande passante et d’échelle de service. La concrétisation de la vision pour des réseaux « experience-first » passe nécessairement par l’optimisation de rôles distincts dans différentes parties du réseau.
Les chipsets Juniper de nouvelle génération élargissent le choix des clients
Depuis des années, Juniper fournit à ses clients des composants spécialement conçus pour leurs besoins. Nous proposons pour cela un choix d’ASIC conçus pour différents rôles au sein du réseau. Cette stratégie a vu le jour en 2009, peu après l’arrivée du premier chipset Trio dans les routeurs MX Series de Juniper. En tant que premier ASIC réseau entièrement programmable, Trio fut en son temps une véritable révolution dans le domaine de la périphérie multiservice. Toutefois, nous avons vite compris qu’un circuit intégré unique ne pouvait satisfaire la multiplicité des cas d’usage des clients. En 2012, Juniper a donc lancé Express, une gamme d’ASIC dédiée aux plateformes PTX Series : des circuits intégrés spécialement conçus pour les applications gourmandes en bande passante en cœur de réseau, ainsi que pour l’appairage.
Les réseaux et les ASIC ont bien évolué depuis, mais les enseignements de l’époque restent plus que jamais d’actualité : il est toujours préférable d’avoir plus de choix et les réseaux sont plus performants lorsqu’ils reposent sur des ASIC optimisés pour différentes tâches. C’est pourquoi nous continuons d’appliquer ces mêmes principes à la dernière génération de chipsets Juniper :
- Juniper Trio 6 – le chipset ultraflexible: avec cette nouvelle version, Juniper donne naissance aux solutions de périphérie multiservice les plus performantes du marché, conçues autour du seul chipset réseau spécialement pensé pour optimiser les usages multiservices.
- La gamme Trio de sixième génération pour les routeurs MX Series maximise l’échelle logique et la programmabilité des nœuds de services de périphérie les plus complexes et dynamiques.
- Les cartes de ligne 9,6 Tbit/s de la gamme MX 10000 s’appuient sur cette solution.
- Le chipset Trio 6 et ses capacités ML offrent une prise en charge IPsec native, ainsi qu’une intégration MACsec au débit natif.
- Son procédé de gravure en 7 nm améliore l’efficacité énergétique à hauteur de 70 % par rapport aux chipsets de la précédente génération.
- Côté flexibilité, sa conception de pointe lui permet de répondre à un large choix d’usages présents et futurs.
- Dernier point, et non des moindres, les puces Trio 6 sont d’ores et déjà disponibles, contrairement à certains ASIC fraîchement annoncés mais que l’on ne verra pas sur le marché avant plusieurs trimestres.
- Juniper Express 5: offre le débit sans blocage le plus élevé du secteur (28,8 Tbit/s) dans un seul et même produit. À titre de comparaison, Cisco a récemment annoncé son chipset Silicon One P100 pointant à seulement 19,2 Tbit/s, soit un débit inférieur de 33 % à celui de l’Express 5 de Juniper… Conçues pour les plateformes PTX10K, les puces Express 5 ne font aucune concession en matière de débit. Ces nouveaux chipsets, finalisés en 2021, équiperont prochainement nos produits arrivant sur le marché.
- Le débit de 28,8 Tbit/s de l’Express 5 fournira une densité de port faible consommation 36 x 800G dans un format fixe.
- Sa gravure en 7 nm améliore l’efficacité énergétique de 45 % par rapport aux précédents chipsets.
- L’Express 5 surpasse tous les KPI observés lors des tests EANTC des PTX actuels.
Ensemble, ces deux nouveaux ASIC permettent de déployer des plateformes optimisées pour les exigences réseau les plus strictes au regard de l’échelle logique ou du débit. La concurrence, à trop vouloir jouer sur tous les tableaux, n’excelle quant à elle dans aucun.
Chez Juniper, nous faisons le pari du choix et de la flexibilité pour offrir à nos clients une puissance de traitement à la hauteur de leurs enjeux : contrairement à d’autres, nous ne prétendrons jamais qu’un seul produit apporte toujours la meilleure réponse à toutes les situations.
« Les plateformes et les architectures réseau se sont adaptées à la croissance et à la diversification des demandes en matière de services réseau. Mais à lui seul, un chipset ne peut répondre à tous les besoins (d’un côté, la flexibilité et l’évolutivité, de l’autre, le débit et la performance). C’est la raison pour laquelle Juniper propose des circuits intégrés spécialisés et optimisés pour répondre précisément aux besoins de ses clients en différents points du réseau. L’architecture des circuits intégrés Juniper pérennise les investissements des opérateurs, qui bénéficient d’une valeur ajoutée tout en modernisant leurs réseaux. » – Ray Mota, ACG Research
Une solution d’avenir
Le développement de nouvelles puces électroniques représente un investissement considérable, échelonné sur une période de recherche et développement pouvant durer entre trois et cinq ans avant la commercialisation du composant. On ne s’étonnera donc pas de voir les constructeurs tenter de tailler dans les coûts. Pour ce faire, certains optent pour une architecture unique, qui contraint systématiquement leurs clients à accepter certains compromis. Cisco, avec ses routeurs 8201, optimise ainsi le débit mais échoue aux tests RFC 2544 avec des profils de trafic IMIX (voir les résultats EANTC). D’autres, comme Nokia, font jouer plusieurs rôles à leur chipset et favorisent l’échelle logique au détriment du débit, prenant ainsi plusieurs années de retard sur la concurrence dans ce domaine. Récemment, Nokia a annoncé qu’elle allait finalement proposer 14,4 Tbit/s par emplacement en 2022 – ce que Juniper offre déjà depuis trois ans. En effet, nous avons fourni des dizaines de milliers de ports 400G à plus de 200 clients avec notre solution 14,4 Tbit/s, avant même que Nokia n’annonce sa première carte 14,4 Tbit/s. Enfin, la nouvelle puce Express 5 de Juniper permettra de doubler le débit que nous fournissions en 2019.
De notre côté, nous préférons choisir une stratégie axée sur les besoins de nos clients, plutôt que sur nos propres coûts. En privilégiant le choix et l’optimisation, les chipsets Juniper éliminent les compromis et offrent deux avantages essentiels :
- Une architecture homogène : les fabricants n’hésitent pas à changer de cap en abandonnant subitement certaines gammes de produits, ce qui représente une perturbation et un coût importants pour les clients, qui pensaient avoir misé sur une architecture optimisée et conçue pour durer. Pourtant, la logique voudrait que les performances et l’évolutivité d’un composant s’améliorent au fil des générations, tout en s’inscrivant dans la continuité au niveau du comportement et des opérations. Or, c’est précisément l’approche qu’a choisie Juniper depuis plus de 13 ans. En effet, notre cycle d’innovation assure une transition parfaite entre les générations de produits : nos clients remplacent simplement leurs cartes de ligne par les derniers modèles, sans avoir à changer de plateforme ni d’outils – ce qui leur évite en outre d’avoir à reformer leurs équipes.
- Un meilleur respect de l’environnement : de la même manière, les objectifs de réduction de l’empreinte carbone ne devraient pas contraindre les fournisseurs à imposer une refonte totale des réseaux. Les clients qui utilisent les ASIC Juniper ont observé une amélioration de 95 % de leur efficacité énergétique par rapport aux puces de première génération.
Choix. Flexibilité. Des composants spécialement conçus pour les missions à remplir. Tels sont les principes fondamentaux qui guident la stratégie d’innovation de Juniper et nous permettent de donner corps au réseau « experience-first ». Si certains concurrents préfèrent ne pas évoquer l’optimisation de leurs circuits intégrés, c’est tout simplement qu’ils n’ont pas grand chose à en dire.
