電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）現(xiàn)如今，以太網(wǎng)已經(jīng)成為普及率最高、效率優(yōu)勢明顯的計算機網(wǎng)絡(luò)，而其核心部件正是以太網(wǎng)交換機。以太網(wǎng)交換機是基于以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩?a target="_blank">端口網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，隨著以太網(wǎng)的發(fā)展，交換機也在不斷演進。

為了更快速的局域網(wǎng)連接，千兆以太網(wǎng)甚至萬兆以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用起來，用以提供更多的總帶寬，大幅減少網(wǎng)絡(luò)擁塞并提高整體性能。

千兆以太網(wǎng)交換機中的交換芯片

千兆以太網(wǎng)交換機是指上聯(lián)和下聯(lián)口都是千兆口的交換機，可理解為交換機端口支持1000M或10/100/1000M傳輸，也就是以太網(wǎng)交換芯片能夠支持千兆帶寬。千兆交換機在工業(yè)和商業(yè)中都有不少應(yīng)用。

而且隨著云計算的快速滲透、AI和機器學(xué)習(xí)的興起、5G商用、WiFi6等通信技術(shù)的發(fā)展推動，更高速的以太網(wǎng)技術(shù)滲透率逐漸提高。根據(jù)IDC的以太網(wǎng)交換機市場報告數(shù)據(jù)，2023第一季度全球以太網(wǎng)交換機市場收入為100億美元，同比增長了31.5%。而其中又以千兆以太網(wǎng)交換機增長得最多，出貨量同比增長超過130%。

從硬件角度來看，以太網(wǎng)交換芯片是其核心，而以太網(wǎng)的電路接口部分又包含CPU、MAC層控制器和物理層接口PHY。一些以太網(wǎng)交換芯片會直接將CPU、PHY集成在交換芯片內(nèi)部做全集成方案。

從以太網(wǎng)的電路接口部分細分來看，CPU、PHY往往也并不是都由獨立的芯片構(gòu)成，目前主流的方案是CPU內(nèi)部集成MAC，PHY采用獨立的方案，這樣技術(shù)難度不高而且成本易于把控。

同時在CPU內(nèi)部集成MAC和PHY難度更高一些，而MAC和PHY全部采用獨立芯片則成本太高，只有高端的設(shè)備會考慮這種全獨立芯片的模式。

因此這里大致把交換機的核心芯片分為以太網(wǎng)交換芯片和以太網(wǎng)PHY芯片兩類。作為交換機的核芯，以太網(wǎng)交換芯片在很大程度上決定了以太網(wǎng)交換機的功能、性能和綜合應(yīng)用處理能力。

交換芯片的市場格局呈現(xiàn)出集中度較高的行業(yè)趨勢，商用芯片層面博通、美滿和瑞昱占據(jù)了絕大多數(shù)市場份額，國內(nèi)盛科、楠菲微在近年來也表現(xiàn)強勢呈現(xiàn)崛起之勢；自用芯片則以華為、思科為主。

交換芯片的發(fā)展主要朝著更低功耗更高性能以及更大的交換容量三個方向。除此之外，隨著TSN時間敏感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，交換芯片對于TSN的支持也越來越重要，這能為設(shè)備帶來確定的低延遲端到端傳輸。

在工業(yè)場景中常用的以太網(wǎng)千兆交換機在TSN的支持下能為自動化帶來很多革命性的進步。交換芯片對TSN要求的支持，能夠確保通過以太網(wǎng)發(fā)送消息的時鐘同步，同一網(wǎng)絡(luò)下每個設(shè)備都處于同步狀態(tài)下，可以實現(xiàn)完全同步的協(xié)同工作，精準(zhǔn)地執(zhí)行各類運控、傳輸?shù)让睢?/div>