Broadcom 在业界首次将神经网络引入交换机

　　Broadcom 发布了 StrataXGS Trident 5 BCM78800，这是一个以太网交换芯片系列，带有名为 NetGNT 的片上神经网络推理引擎。

　　随着人工智能的蓬勃发展，Broadcom 发布了名为 Trident 5-X12 的架顶式 (ToR)、支持 800 G 的以太网交换机系列，以充分利用数据中心爆炸式增长的需求。据新闻稿称，Trident 5 是“世界首个”包含片上神经网络推理引擎的交换机。

　　Trident 5-X12是 Broadcom Trident 系列以太网交换机的延续，与其前身Trident 4有很大不同。首先，Trident 4 采用 7 nm 制造工艺，而新的 Trident 5 采用 5 nm 制造工艺。随着节点尺寸缩小，芯片上组件之间的电容减少，从而导致芯片供电所需的能量减少。事实上，Broadcom 声称新的 Trident 5 的功耗比 Trident 4 低 25%。

　　Trident 5-X12 支持 160 个 100-G PAM4 SERDES 核心实例，这是对 Trident 4 的 50-G PAM4 核心的重大升级。该 100G 核心的传输范围可达 4 米。由于 160 x 100 G = 16000 Gbps，Trident 4 的总带宽为 16 太比特/秒。Trident 5-X12 还支持 800-G 以太网。例如，客户可以连接 24 x 400 G + 8 x 800 G，总带宽为 16 太比特/秒。

　　与不归零 (NRZ) 相比，脉冲幅度调制 2 级 (PAM4) 是 SERDES 中使用的一种编码方案，可使用相同的带宽传输双倍的信息。在 NRZ 中，高电平和低电平用于表示“1”或“0”。在 PAM4 中，四个电压电平用于指示两位信息：00、01、10、11。

　　然而，如上图所示，PAM4 由于其编码方案而具有较小的眼图开口。因此，它更容易受到传输介质本身的噪声和反射的影响，从而使设计比 NRZ 同类产品更加复杂和昂贵。

　　数据中心采用两种关键的设计架构：架顶式 (TOR) 和架尾式 (EOR)架构。在 TOR 方法中，每个服务器机架都可以被视为一个单独的实体，只有机架顶部交换机连接到集中式聚合交换机。在 EOR 方法中，服务器和行尾机架交换机都连接到聚合交换机。EOR 架构不是将每个机架视为一个单独的实体，而是将整组机架视为单个实体。由于取消了 TOR 交换机，这需要更多的布线，但总体上需要更少的设备。

　　StrataXGS Trident 5-X12 是一款 TOR 交换机，允许现有数据中心轻松从其前身升级。由于 TOR 不需要太多布线，并且每个机架都是一个单独的实体，因此升级现有交换机往往比 EOR 架构更容易。这种架构的一个缺点是，与 EOR 架构相比，它们往往更加耗电，因为每个机架都需要一台 TOR 交换机来与集中式聚合交换机进行通信。

　　除了 100-G PAM4 编码之外，Trident 5-X12 最重要的新增功能之一是片上 NetGNT 神经网络。NetGNT 与入口管道并行工作，如果检测到某些流量模式，就会调用拥塞控制协议。入口管道解析传入的数据并转发它。通过监控传入流量并先发制人地解决网络拥塞，NetGNT 旨在提高网络效率和性能。