Die Wahl der richtigen Siliziumarchitektur: verschiedene Tools für verschiedene Aufgaben

Sie haben einen schlechten Tag? Dann lesen Sie einfach mal einige Pressemitteilungen zu den neuen Lösungen mit Siliziumtechnologie. Es gibt kaum etwas Motivierenderes als die zahlreichen Möglichkeiten der neuen ASICs (Application-Specific Integrated Circuits). Doch bei den letzten Mitteilungen von Cisco, Nokia und anderen Unternehmen fällt vor allem auf, dass ein Wort nie verwendet wird: Kompromiss. Das ist bedauerlich, denn bei jedem guten Siliziumchip wird die Architektur für einen bestimmten Zweck optimiert – und das kann mitunter zu Beeinträchtigungen in anderen Bereichen führen. Wenn Anbieter ihre Prioritäten bei dem Siliziumdesign nicht erwähnen, können sich die Kunden keinen umfassenden Überblick verschaffen.

Juniper Networks legt großen Wert darauf, dass nicht ein Teil des Netzwerks durch die Verbesserung eines anderen Bereichs benachteiligt wird. Aus diesem Grund setzen wir schon seit Jahren auf mehrere Siliziumtechnologien und bieten Plattformen mit unterschiedlichen Chipsätzen für verschiedene Anwendungsfälle im Netzwerk an. Und mit der Ankündigung der neuesten Generation von Trio- und Express-ASICs von Juniper knüpfen wir genau an diesem Punkt an. Da die Netzwerke immer komplexer werden, setzen wir weiterhin auf die Strategie, mit der wir unsere Kunden schon seit mehr als zehn Jahren erfolgreich unterstützen: Netzwerke funktionieren am besten, wenn das richtige Tool für die jeweilige Aufgabe ausgewählt wird.

Bei Siliziumtechnologien für Netzwerke muss daher zwischen der logischen Skalierung und dem Durchsatz abgewogen werden. Für eine größere logische Skalierung für mehrere Formate gleichzeitig ist auch ein größerer Arbeitsspeicher erforderlich, aber für einen Durchsatz von mehreren Terabit pro Sekunde muss der Arbeitsspeicher speziell für diesen Zweck optimiert werden. Anders gesagt: Es gibt entweder einen äußerst flexiblen ASIC mit logischer Skalierung für zahlreiche unterschiedliche Aufgaben oder einen ASIC mit einem enormen Durchsatz in bestimmten Bandbreiten. Die Priorisierung beider Optionen in einem einzigen Design ist einfach nicht möglich.

Diversifizierung für eine größere Spezialisierung

In den letzten zwanzig Jahren wurden Netzwerke weiterentwickelt, um unterschiedliche und anspruchsvolle digitale Services zu unterstützen, und die Netzwerkbetreiber haben daher verstärkt nach spezieller Siliziumtechnologie für die jeweiligen Aufgaben gesucht. Grob gesagt gibt es zwei unterschiedliche Optionen für optimierte ASICs:

• Flexible logische Skalierung: Bei einem äußerst dynamischen Multiservice-Edge-Knoten, der Breitband für Verbraucher (BNG) und VPN-Funktionen (Virtual Private Network) für Unternehmen liefert, sind die wichtigsten Eigenschaften eine große logische Skalierung und Flexibilität. Am Netzwerk-Edge müssen Plattformen komplexe Funktionen für jeden Service und Anwendungsfall unterstützen, zum Beispiel große Routing-/Weiterleitungstabellen, flexibles Tunneling/Kapselung, diverse Quality-of-Service-Funktionen (QoS), Firewall-Sicherheitsfilter und Funktionen, um jedem Service mit der gleichen logischen Skalierung Zähler für das Datenverkehrsmanagement hinzuzufügen. Das ist jedoch nur mit riesigen Arbeitsspeichern möglich, die schnell komplexe Suchvorgänge in großen Datenbanken ausführen können. Dasselbe gilt auch für das maschinelle Lernen (ML), das immer häufiger eingesetzt wird, um komplexe Probleme schneller zu identifizieren und zu korrelieren und dadurch die Verfügbarkeit des Netzwerks und das Kundenerlebnis zu verbessern. Für native ML-Verfahren am Multiservice-Edge gelten jedoch ganz andere Anforderungen.
• Hoher Durchsatz: In anderen Netzwerkbereichen, zum Beispiel bei Weiterleitungsknoten für die Aggregation des Datenverkehrs und Core-Knoten, sieht die Lage anders aus. Core-Knoten benötigen nicht so viele unterschiedliche Netzwerkfunktionen, da sie nicht direkt von logischen Netzwerkteilnehmern oder VPNs genutzt werden, aber sie müssen riesige Mengen an Datenverkehr verarbeiten, um die zunehmenden Durchsatzanforderungen zu erfüllen. Aus diesem Grund müssen Core-Knoten optimiert werden, um den Bandbreitendurchsatz und die Weiterleitungsleistung an die erforderlichen Pipeline- und Arbeitsspeicheranforderungen für bekannte Prozesse wie Durchsatz-, Filter-, Telemetrie- und Sampling-Aktivitäten anzupassen.

Letztendlich ist das Siliziumdesign eine Gleichung mit mehreren Variablen, bei der sich die logische Skalierung und der Durchsatz genau gegenüberstehen. Bei einer bestimmten Matrizengröße und Leistungsvorgabe kann entweder der Durchsatz oder die logische Skalierung optimiert werden. Wird das eine gesteigert, muss allerdings das andere reduziert werden.

Aus diesem Grund ist nur schwer nachvollziehbar, warum manche Anbieter die Optimierung nicht erwähnen. Dabei ist die Optimierung der Siliziumtechnologie durchaus erwünscht, damit jeweils optimierte Plattformen für die Anforderungen bestimmter Domains bezüglich Bandbreite oder Skalierung eingesetzt werden können. Nur durch die Optimierung für unterschiedliche Aufgaben in bestimmten Netzwerkbereichen ist Experience-First Networking möglich.

Wahlmöglichkeiten mit der neuesten Generation der Juniper Chipsätze

Die Siliziumstrategie von Juniper hat schon seit vielen Jahren das Ziel, für unsere Kunden das beste Tool für die jeweilige Aufgabe bereitzustellen, d. h. wir bieten für die verschiedenen Aufgaben im Netzwerk auch verschiedene ASICs an. Diese Entscheidung fiel schon sehr früh – nach der Markteinführung des ersten Trio-Chipsatzes für die Juniper-Router der MX-Serie im Jahr 2009. Als branchenweit erster vollständig programmierbarer Netzwerk-ASIC war Trio eine innovative Lösung für den Multiservice-Edge. Doch es wurde schnell deutlich, dass eine Art von Siliziumchip sich nicht für alle unterschiedlichen Anwendungsfälle eignen würde. Daher stellte Juniper 2012 die Express-ASICs für die Plattformen der PTX-Serie vor, die speziell für Anwendungen mit einer hohen Bandbreite in Netzwerk-Core- und Peering-Anwendungsszenarien entwickelt worden waren.

Netzwerke und ASICs wurden seither weiterentwickelt, aber die grundlegenden Prinzipien gelten noch immer: Mehr Auswahl ist besser als zu wenig Wahlmöglichkeiten. Die Netzwerkeffizienz steigt mit ASICs, die für unterschiedliche Aufgaben optimiert wurden. Daher haben wir diese Prinzipien auch bei den neuesten Generationen der Juniper Chipsätze berücksichtigt:

• Juniper Trio 6 – zukunftssicher: Mit diesem neuen Chipsatz bietet Juniper ein Portfolio mit den branchenweit leistungsfähigsten Multiservice-Edge-Lösungen und den einzigen Netzwerkchipsatz, der vollständig auf Multiservice-Anwendungsfälle ausgelegt ist.
  • Die 6. Generation der Trio-Siliziumchipsätze für Router der MX-Serie maximiert die logische Skalierung und Programmierbarkeit für die komplexesten und dynamischsten Edge-Services-Knoten.
  • Die Lösung umfasst eine 9,6-Tbit/s-Linecard für die MX-10000-Serie.
  • Der ML-kompatible Trio-6-Siliziumchipsatz unterstützt nativ IPSec und umfasst eine integrierte Funktion zur Unterstützung von MACsec bei nativer Leitungsgeschwindigkeit.
  • Trio 6 wird mit der modernen 7-Nanometer-Technik gefertigt und ist 70 Prozent energieeffizienter als Chipsätze der vorherigen Generation.
  • Es handelt sich um einen hochmodernen Siliziumchipsatz, der flexibel genug ist, zahlreiche aktuelle und zukünftige Anwendungsfälle zu unterstützen.
  • Ein weiteres Plus: Im Gegensatz zu einigen ASICs, die zwar kürzlich angekündigt, aber noch monatelang nicht erhältlich sein werden, ist Trio 6 bereits jetzt verfügbar.

• Juniper Express 5: Juniper Express 5 liefert den branchenweit höchsten nicht blockierenden Durchsatz von 28,8 Tbit/s in einem einzigen Paket. Zum Vergleich: Cisco hat kürzlich seinen P100-Siliziumchipsatz mit 19,2 Tbit/s und damit einem 33 Prozent geringeren Durchsatz angekündigt – Das nennt man wohl abgehängt. Express 5 ist ein Chipsatz, der keine Kompromisse erfordert und sich für alle Anwendungsfälle der Plattformen der PTX1000-Serie mit einem hohen Durchsatz eignet. Er wird seit 2021 hergestellt und zu einem zukünftigen Datum ausgeliefert.
  • Er verfügt über eine Dichte von 36 energiesparenden 800G-Ports in einem festen Formfaktor.
  • Da er mit der modernen 7-Nanometer-Technik gefertigt wird, ist er 45 Prozent energieeffizienter als vorherige Chipsätze.
  • Er übertrifft alle Leistungsindikatoren (KPIs) der aktuellen PTX-Generation in EANTC-Tests.

Mit diesen beiden ASICs lassen sich Plattformen bereitstellen, die auch die anspruchsvollsten Anforderungen an die logische Skalierung oder den Durchsatz in diversen Netzwerkbereichen erfüllen können. Was bedeutet das nun für die Mitbewerber? Sie befinden sich in einer nicht optimierten Grauzone: Sie möchten alle Anforderungen abdecken, werden dadurch aber keine optimal erfüllen können.

Juniper investiert in Flexibilität und Wahlmöglichkeiten, damit wir unseren Kunden die beste Lösung für die jeweilige Aufgabe bieten können. Im Gegensatz zu anderen Anbietern beharrt Juniper nicht darauf, dass es nur eine optimale Lösung gibt.

„Die Anforderungen der Netzwerkservices haben nicht nur zugenommen, sondern sich auch verändert, und das hat sich auch auf die Designs der Netzwerkplattformen und -architekturen ausgewirkt. Kein Chipsatz kann alle Anforderungen erfüllen – von Flexibilität und Skalierbarkeit bis zu Durchsatz und Leistung. Aus diesem Grund ist die Strategie von Juniper, seine Siliziumchipsätze zu optimieren und dadurch auf spezifische Anforderungen in bestimmten Netzwerkbereichen auszurichten, auch die beste Strategie für Kunden. Zukunftssichere Investitionen in die konsistente Siliziumarchitektur von Juniper verschaffen den Betreibern einen größeren Mehrwert, wenn sie ihre Netzwerke modernisieren.“ – Ray Mota, ACG Research

Zukunftssichere Angebote

Die Entwicklung eines neuen Siliziumchipsatzes ist eine enorme Investition und erfordert in der Regel eine drei- bis fünfjährige Forschungs- und Entwicklungsphase, bevor das Produkt auf den Markt kommt. Daher ist es nicht verwunderlich, dass Anbieter versuchen, diese Kosten zu reduzieren. Eine Möglichkeit ist die Fokussierung auf eine einzige Siliziumarchitektur, doch das bedeutet auch, dass Kunden Kompromisse eingehen müssen. Eventuell entscheiden sich die Unternehmen für den besten Durchsatz, bestehen dann aber nicht die RFC-2544-Tests mit IMIX-Datenverkehr, wie der Router 8201 von Cisco. (Die EANTC-Ergebnisse finden Sie hier). Oder sie versuchen wie Nokia, einen Chipsatz für mehrere Aufgaben bereitzustellen und priorisieren die logische Skalierung auf Kosten des Durchsatzes, wodurch sie um Jahre hinter den Mitbewerbern zurückbleiben. Nokia gab kürzlich bekannt, dass das Unternehmen 2022 endlich 14,4 Tbit/s pro Steckplatz anbieten wird. Juniper bietet schon seit drei Jahren Produkte mit dieser Kapazität an. Wir haben schon Zehntausende 400G-Ports mit 14,4 Tbit/s an über 200 Kunden geliefert, bevor Nokia auch nur die erste 14,4-Tbit/s-Karte angekündigt hatte. Und der neue Express 5-Chipsatz von Juniper, der den Durchsatz verdoppelt, wurde 2019 Realität.

Eventuell entwickeln die Unternehmen auch eine Siliziumstrategie, die optimal auf die Kunden ausgerichtet ist, und vergessen dabei die Auswirkungen auf ihr Geschäftsergebnis. Juniper legt größten Wert auf Wahlmöglichkeiten und Optimierung, damit Sie keine Kompromisse eingehen müssen. Mit den Siliziumchipsätzen von Juniper profitieren Sie von den folgenden Vorteilen:

• Konsistente Architektur: Kaum etwas ist ärgerlicher, aufwendiger und kostspieliger, als sich für eine bestimmte Produktfamilie mit einer optimierten Siliziumarchitektur zu entscheiden und deren Einsatz für die nächsten Jahre zu planen – nur um dann feststellen zu müssen, dass der Anbieter seine Strategie gewechselt hat. Erstrebenswert ist, von den kontinuierlichen Verbesserungen in Bezug auf Leistung und Skalierbarkeit für mehrere Chipsatzgenerationen zu profitieren und gleichzeitig ein konsistentes Verhalten und einen zuverlässigen Betrieb zu bieten. Das erreicht Juniper schon seit mehr als 13 Jahren. Unsere Innovationszyklen gehen nahtlos von einer Produktgeneration zur nächsten über und die Kunden wechseln zu neuesten Linecard, ohne Plattformen austauschen, neue Tools kaufen oder Mitarbeitende umschulen zu müssen.
• Energiesparender Betrieb: Unternehmen sollten zur Verbesserung der CO2-Bilanz nicht ihr gesamtes Netzwerk umbauen müssen. Kunden, die ASICs von Juniper nutzen, konnten ihre Energieeffizienz im Vergleich zu der ersten Generation um 95 Prozent verbessern.

Wahlmöglichkeiten, Flexibilität und die Option, den richtigen Siliziumchipsatz für die jeweilige Aufgabe zu wählen – das sind die Prinzipien der Siliziumstrategie von Juniper und das Geheimnis des Experience-First Networking. Die anderen Anbieter? Es gib sicher einen guten Grund, warum sie lieber nicht erwähnen, wie sie ihre Siliziumchipsätze optimieren … vielleicht gibt es einfach nicht viel zu sagen.