在本世纪的第二个十年，人类社会正式走入了大数据时期。在大数据时期，人类社会上有无数的设备（手机，电脑，智能可穿着设备）在产生数据，这些数据通过网络源源不断地汇入数据中央，犹如小溪汇入海洋。在数据中央，这些海量数据通过网络交流芯片（network chips）在做事器之间流动。如果说大数据时期的数据中央是社会的大脑，那么网络交流芯片犹如大脑中的血管，支撑着大脑的运作。
为了支持数据的畅通流动，网络交流芯片的紧张指标便是吞吐率。在本日，为了支持高速以太网（10-40 Gb／s），主流的网络交流芯片的吞吐率已经至少达到了1Tb／s，一些更高真个芯片乃至可以实现3-6 Tb／s。网络交流芯片支持的吞吐率越大，就能支持越多路高速以太网端口。
目前，中高端网络交流芯片的主宰者毫无疑问因此宽带芯片起身的博通。根据Linley Group的调查，2015年高速以太网（10-40 Gb／s）芯片领域市场总量大约有6.9亿美元，而博通霸占了令人咋舌的94.5%份额。去年下半年，博通推出了Tomahawk II系列芯片，该网络交流芯片支持64路100 Gb／s超高速以太网，总吞吐量可达6.4 Tb／s，无疑是盘踞了技能的制高点。
博通的Tomahawk II网络交流芯片代表了目前网络交流芯片的技能制高点
然而，随着数据中央变得越来越遍及越来越主要，也有更多的网络交流芯片公司加入战团。在上周于美国加州举行的Open Compute Project展会上，一家名叫Nephos的公司展示了与博通Tomahawk II同样具有6.4 TB／s的网络交流芯片组。Nephos是希腊语“云”的意思，可见Nephos从创立之初便是朝着云打算中央的市场去的。
Nephos背后的台湾半导体巨子
虽然之前行事低调，但Nephos的来头并不小，它的实际掌控人是联发科。2012年，联发科内部成立了数据中央部门，并在2016年独立出来成为了Nephos。目前Nephos有130名员工，经由A轮融资，估值为3亿美元，而联发科拥有它75%的股份。
Nephos的团队在发布这款6.4 Tb／s网络交流芯片之前，已经经由了多年积累，去年发布的1 Tb／s带宽的网络交流芯片已经运行在中国的一个数据中央里。
除了联发科之外，Nephos还得到了台积电的技能支持。台积电的InFo封装技能在Nephos的超高速网络交流芯片中起了巨大的浸染。台积电的InFO封装技能可以把多块芯片在硅载片上集成在一起，在硅载片上可以实现高密度的互联线，从而实现芯片间超高带宽，低延迟且高质量的数据传输。
之前，台积电的InFO技能已经运用在苹果的处理器中，而Nephos则利用InFO把两块吞吐量为3.2 Tb／s的芯片集成在一块硅载片上，从而以较低的本钱实现6.4 Tb／s的超高吞吐量网络交流芯片组。除此之外，Nephos利用母公司联发科的关系，还能够得到台积电的前辈工艺产能，这在高性能网络交流芯片的竞争中也是一个主要上风。
市场上的其他竞争者
除了Nephos之外，Marvell，Mellanox，Cavium，Barefoot等厂商也在积极地推出产品以抢占市场。除了芯片厂商外，数据中央也不愿意看到博通在网络交流芯片市场寡头垄断。目前，博通网络交流芯片的报价是每100 Gb/s的网络端口60美元，也便是说每块Tomahawk II芯片（支持64路100 Gb／s端口）要卖4000美元！
不过，在数据中央和其他竞争厂商的协力下，到2020年估量每个网络端口的报价会低落到36美元。
在网络交流芯片的竞争厂商中，Barefoot无疑是另一家吸引了许多人目光的初创企业。Barefoot的打破在于利用软件定义的网络协议。在传统网络交流芯片（如博通的产品）中，一款芯片只能处理一种网络协议，因此如果在短韶光内网络协议更新换代，就必须利用新的对应的网络交流芯片。针对这个问题，Barefoot推出了软件定义网络（software-defined network），因此Barefoot的网络交流芯片可以利用软件编程的办法修正芯片支持的网络协议，从而一块芯片就可以支持多种网络协议。而且在网络协议改变时，理论上不须要换新的芯片就可以支持新的网络协议。为了实现软件编程，Barefoot还专门开拓了一种描述网络协议的措辞（P4），用来编程自己的芯片去实现各种网络协议。
Barefoot这种软件定义网络协议的架构得到了互联网巨子的肯首。Facebook等互联网公司都在探求一种可定制化且快速迭代的网络协议。很显然，这种网络协议如果利用传统的ASIC无法实现可定制化，由于没有芯片厂商会为一家互联网公司定制一款芯片，就算能钱多到互联网公司自己设计制造芯片，快速迭代也无从提及，由于一款芯片的设计上市周期可达一年至一年半，跟不上网络协议迭代的进度。但是如今有了Barefoot的软件定义网络交流芯片，统统都可以成为现实。
不过，Barefoot的软件定义网络能否得到大规模运用还需韶光磨练。就目前而言，大多数数据中央实用的网络协议都是标准协议，因此博通的网络交流芯片已经足够利用。相对付Barefoot激进的软件定义网络，Nephos利用了一种折衷的办法，即所有的芯片都可以利用同一套驱动和开拓软件，换句话说在配套软件和运用开拓完成后，纵然升级网络利用了更高等的Nephos芯片，之前开拓的驱动和软件运用也无需修正。
除了Barefoot之外，其余一些互联网巨子的动作也值得把稳，即微软和亚马逊在自己的数据中央中引入FPGA。这些FPGA除了能在深度学习和图像处理等地方加速外，还能处理网络协议，因此也可以实现类似Barefoot的快速配置兼容新网络协议的功能。然而，FPGA的问题在于SerDes，常日的FPGA芯片上不会大规模集成高速SerDes，然而高速SerDes确是网络交流芯片的关键之一。例如，在博通的Tomahawk II芯片上，集成了256个运行在25 Gb／s的高速SerDes，这在FPGA芯片上是不太可能看到的。因此，FPGA想要替代网络交流芯片目前暂时可能性不大，但是可以作为固定功能网络交流芯片的一个补充。
中国公司正在奋起直追
可喜的是，中国公司也在网络交流芯片的竞争中霸占一席之地。得到国家集成电路家当基金领投3.1亿元计策投资的盛科网络推出了累积带宽达1.2 Tb／s的芯片，虽然离博通尚有间隔，但是已经能在市场上拥有自己的位置。随着互联网和数据中央在中国的发展，相信国产网络交流芯片也会发展越来越快。数据中央里的芯片除了处理超高交流带宽的交流芯片外，与缆线接口的前端芯片也非常主要，前端芯片决定了吸收旗子暗记的质量，同时也部分决定了最高可实现的带宽。在这方面，位于上海的初创公司PhotonIC的产品处在了全国乃至天下领先的位置，该公司的产品紧张针对的是利用光纤通信利用的超高速SerDes。
另一方面，为了实现超高带宽，网络芯片必须利用最前辈的工艺，因此要实现网络交流芯片全国产化，中国的半导体Fab也须要努力。
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