完整QDR-IV設(shè)計高性能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)詳解

流媒體視頻、云服務(wù)和移動數(shù)據(jù)推動了全球網(wǎng)絡(luò)流量的持續(xù)增長。為了支持這種增長，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須提供更快的線路速率和每秒處理數(shù)百萬個數(shù)據(jù)包的性能。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)包的到達(dá)順序是隨機的，且每個數(shù)據(jù)包的處理需要好幾個存儲動作。數(shù)據(jù)包流量需要每秒鐘訪問數(shù)億萬次存儲器，才能在轉(zhuǎn)發(fā)表中找到路徑或完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

數(shù)據(jù)包速率與隨機存儲器訪問速率成正比。如今的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要具有很高的隨機訪問速率（RTR）性能和高帶寬才能跟上如今高速增長的網(wǎng)絡(luò)流量。其中，RTR是衡量存儲器可以執(zhí)行的完全隨機存儲（讀或?qū)懀┑拇螖?shù)，即隨機存儲速率。該度量值與存取處理過程的處理位數(shù)無關(guān)。RTR是以百萬次/每秒（MT/s）為單位計量的。

相比于高性能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要處理的隨機流量的速率，當(dāng)今高性能DRAM能夠處理的要少一些。QDR-IV SRAM旨在提供同類最佳的RTR性能，以滿足苛刻的網(wǎng)絡(luò)功能要求。圖1量化了QDR-IV相比于其它類型的存儲器在RTR性能方面的優(yōu)勢。即使與最高性能的存儲器相比，QDR-IV仍能提供兩倍于后者的RTR性能，因此，它是那些需要執(zhí)行要求苛刻的操作－如更新統(tǒng)計數(shù)據(jù)、跟蹤數(shù)據(jù)流狀態(tài)、調(diào)度數(shù)據(jù)包、進行表查詢－的高性能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的理想選擇。

在本系列的第一部分中，我們將探討兩種類型的QDR-IV存儲器、時鐘、讀/寫操作和分組操作。

圖1. QDR-IV性能對比

不同類型的QDR-IV：XP和HP

QDR-IV 有兩種類型。HP在較低頻率下工作，而且不使用分組操作。 XP面向最高性能的應(yīng)用，可以使用分組操作方案，并在較高頻率下工作。

QDR-IV的讀寫時延由運行速度決定。表1定義了工作模式和每個模式所支持的頻率。

表1. 工作模式

QDR-IV SRAM具有兩個端口，即端口A和端口B。由于可以獨立訪問這兩個端口，所以對存儲器陣列進行的任何讀/寫訪問組合均可得到最大的隨機數(shù)據(jù)傳輸速率。在QDR-IV中，對每個端口進行訪問時需要使用雙倍數(shù)據(jù)速率的通用地址總線（A）。端口A的地址在輸入時鐘（CK）的上升沿上被鎖存，而端口B的地址在輸入時鐘（CK）的下降沿上或在CK#的上升沿上被鎖存?？刂?a target="_blank">信號（LDA#、LDB#、RWA#和RWB#）以單倍數(shù)據(jù)速率（SDR）工作，并用于確定執(zhí)行讀操作還是寫操作。兩個數(shù)據(jù)端口（DQA和DQB）均配備了雙倍數(shù)據(jù)速率（DDR）接口。該器件具有2字突發(fā)的架構(gòu)。器件的數(shù)據(jù)總線帶寬為 × 18或 × 36。

QDR-IV SRAM包括指定為端口A和端口B的兩個端口。因為對兩個端口的訪問是獨立的，所以對于對存儲器陣列的讀/寫訪問的任何組合，隨機事務(wù)速率被最大化。 對每個端口的訪問是通過以雙倍數(shù)據(jù)速率（即時鐘的兩個邊沿）運行的公共地址總線（A）。 端口A的地址在輸入時鐘（CK）的上升沿鎖存，端口B的地址在CK的下降沿或CK＃的上升沿鎖存。 控制信號（LDA＃，LDB＃，RWA＃和RWB＃）以單數(shù)據(jù)速率（SDR）運行，它們決定是執(zhí)行讀操作還是寫操作。 兩個數(shù)據(jù)端口（DQA和DQB）都配有雙倍數(shù)據(jù)速率（DDR）接口。 該器件采用2字突發(fā)架構(gòu)。 它提供×18和×36數(shù)據(jù)總線寬度。