【コラム】

セカンド・オピニオン

96 バスのアーキテクチャ - 過去から未来へ(57)

 

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プロトコル(その22):HyperTransport Link(その8)

本当ならば、こうした面倒なプロトコルはソフトウェアで行うのが望ましい。処理の柔軟性が高いからだ。これは別に、PCI Expressのプロトコル処理はホストCPUで行うことが望ましいと言っている訳ではない。ある種のプロセッサをPCI Expressコントローラに直付けする形で処理しても構わないだろう。実際、過去にはこうした事例は沢山ある。例えばSCSIインタフェースの古典的製品ともいえるAdaptecのAHA-27xx/28xxシリーズには、同社のAIC-7700ファミリーというコントローラが搭載されていたが、この中身はというとPhaseEngineという名前のRISCプロセッサで、要するにSCSIのプロトコル処理はRISCプロセッサがプログラムベースで処理を行っていた。その後も様々なI/Oインタフェースに汎用プロセッサが搭載されることは多かったし、現在でも決して珍しいケースではない。

が、残念ながら今のところPCI Expressではこうしたアプローチが取られたという話は聞かない。理由もこれまた簡単に推察できる話で、現在の組み込み用プロセッサでは間に合わないからだ。レーン1対あたり250MB/secで継続的にやってくるデータ(それも全二重だから、実質500MB/secという事になる)をノンブロッキングでハンドルできるプロセッサは現状極めて少ないからだ。勿論、データそのものをCPUで扱う必要性はない訳で、それは別にデータ処理エンジンを用意しておき、プロセッサはパケットのヘッダ/フッタを見ながら、適切な処理をデータ処理エンジンに指示するという動き方になるのだろう。イメージとしては、IntelのIXP 12xxシリーズ/2xxxシリーズのNetwork Processorに近い。例えばIXP1200の場合、コントローラとなるStrongARMコアのプロセッサ+6つのMicroEngineという構成で、OC-12(622Mbps)程度までのデータをハンドリングできる。では、MicroEngineをもっと増やせば2.5Gbpsでも間に合うのかといわれれば、理屈ではその通りだが現実的ではない。OC-12の回線1個ごとにインタフェースカードを1枚費やしても許されるネットワーク向け製品だからこんな構成が取れるわけで、マザーボード上のノースブリッジやサウスブリッジに統合する形でインプリメントする必要があるPCI Expressでは、このアプローチは余りに非現実的だからだ。ちなみにPC向けのCPUなどでは、演算性能は十分過ぎてお釣りが大量に来るだろうが、その一方で割り込み処理などが十分に高速に動くかは微妙なところだ。勿論2GHzや3GHzで動かせば間に合うとは思うが、CPUと同等以上の消費電力&発熱があるノースブリッジなど、誰も使いたくないだろう。将来的な可能性としては、例えばReconfigurable Processorなどを使う事で、このあたりをもう少しスマートに解決できるかもしれない。ただReconfigurable Processorは現状そこまで応用が広がっていない状態なので、結局残された案は延々とハードウェアで物理層だけでなく上位層までインプリメントすることだけという訳だ。

ではこれを以てHT LinkはPCI Expressより優れているかといえば、そういう話でもない。現状のプロセスではPCI Expressのインプリメントが難しいというだけの話であって、例えば90nm世代が一般に利用できるほど普及してくれば、インプリメントはそれほど難しくなくなる。使えるトランジスタの数が倍増するから130nm世代よりも回路規模の問題はシビアでなくなるし、今は使えるIPコアが少ないだろうが、90nmが主流になるころにはIPコアの数も大幅に増えてくる。詳しくはPCI Expressのところで触れるが、要するにPCI Expressは5年先~10年先を見据えたインタフェースであり、HT Linkは今すぐに必要とされるインタフェースなわけで、これを同列に比較するのが間違いと言えば間違いだからだ。加えて94回の最後でも触れた通り、HT Linkは汎用バスを狙ってない以上、無駄にプロトコルを重くしても誰も喜ばないからという事情もある。いずれにせよ、HT Linkは性能とインプリメント性を重視して、プロトコルを簡略化したために良いバランスになった、というのが総体的な評価であろうと思う。

もっともこの視点からすると、最近発表されたHyperTransport Connector Specification(HTX)というのは、ちょっと微妙なところである。とりあえずは機械的および電気的拡張であって、バックプレーンの自由度を高めるという以上の内容は含んでいないから、今のところは別に問題はない。ただ、これが契機になってHT Linkに直接エンドデバイスを接続するなんて話になると、これはかなり問題が多いところ。そうならずに済むのであれば、今後もHT Linkはバックボーン用途に長く利用されてゆくのではないかと思う。

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インデックス

連載目次
第421回 MCUで遊ぼう Part2 (12)
第420回 MCUで遊ぼう Part2 (11)
第419回 MCUで遊ぼう Part2 (10)
第418回 MCUで遊ぼう Part2 (9)
第417回 MCUで遊ぼう Part2 (8)
第416回 MCUで遊ぼう Part2 (7)
第415回 MCUで遊ぼう Part2 (6)
第414回 MCUで遊ぼう Part2 (5)
第413回 MCUで遊ぼう Part2 (4)
第412回 MCUで遊ぼう Part2 (3)
第411回 MCUで遊ぼう Part2 (2)
第410回 MCUで遊ぼう Part2 (1)
第409回 MCUで遊ぼう(57)
第408回 MCUで遊ぼう(56)
第407回 MCUで遊ぼう(55)
第406回 MCUで遊ぼう(54)
第405回 MCUで遊ぼう(53)
第404回 MCUで遊ぼう(52)
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第400回 MCUで遊ぼう(48)
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第396回 MCUで遊ぼう(44)
第395回 MCUで遊ぼう(43)
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第390回 MCUで遊ぼう(38)
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第387回 MCUで遊ぼう(35)
第386回 MCUで遊ぼう(34)
第385回 MCUで遊ぼう(33)
第384回 MCUで遊ぼう(32)
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