Как интерфейс Ethernet 40 Гбит/с обрабатывает пакеты в кремнии?

Интерфейс Ethernet 40 Гбит/с должен иметь сигнал 40 ГГц. Как обычная технология кремниевых ИС справляется с таким экзотическим зверем?

Мое лучшее предположение состоит в том, что внутри используются различные параллельные шины, но я не нашел много информации о внутренностях этих вещей.

вам не нужен сигнал 40 ГГц для передачи 40 миллиардов битов, потому что вы можете отправить несколько битов за такт. Например, путем дифференциации большего количества уровней напряжения (например, в SSD TLC, MLC...) или передачи несколько раз за такт путем перекачки
Или путем передачи по нескольким параллельным проводам.
или, если включен аналоговый, несколько частот + фаз и т. д.

Ответы (3)

Есть несколько способов сделать канал передачи данных быстрее:

  • делать больше передач в секунду
  • отправлять больше битов за передачу
  • запустить несколько ссылок параллельно

40G Ethernet делает все это: согласно Википедии , он использует 4 канала, каждый из которых работает на частоте 1,6 ГГц и передает 6,25 бит за такт, что дает общую пропускную способность 40 Гбит/с.

Вот рисунок, показывающий, как он соотносится с другими технологиями Ethernet (он останавливается на 10G; 40G использует более качественные кабели и/или более короткие расстояния для достижения в 4 раза большей спектральной полосы пропускания):

введите описание изображения здесь

Как единица измерения «бит на герц»? Разве это не должно быть «бит в цикл» или «бит в секунду на герц»?
@R.. Единица измерения должна быть просто «бит». Гц равно 1/s, поэтому #каналы * биты * спектральная полоса пропускания равно [1]*[b]/[s], что является скоростью. Бит в секунду на герц - это [b]/[s]/[1/s] = [b][s]/[s] = [b].
Ну, это зависит от того, считаете ли вы циклы «единицей» или безразмерным счетом. Но да.
@R.. Я заменяю «бит на герц» на «бит на выборку», что действительно более точно.
Графика шикарная :)

40G Ethernet — это четыре физических канала 10G, работающих параллельно. Современные ПЛИС имеют оборудование SERDES, которое может работать со скоростью более 10 Гбит/с, и обычно внутри ПЛИС используются четыре 32-битные шины, работающие на частоте 312,5 МГц. Это дает вам скорость передачи данных ровно 40 000 Гбит/с.

... и каналы 10G на самом деле не будут передавать радиочастотный сигнал 10 ГГц, общие стандарты Ethernet 10G предназначены для работы с кабелями, рассчитанными на 250 МГц. Полоса пропускания зависит от использования соответствующих схем модуляции... То, как демодулятор распределяет восстановленную информацию "в остальную часть ИС", зависит от разработчика....
@rackandboneman Как 250-мегагерцовая несущая может передавать 10 Гбит/с, я бы подумал, что это нарушение теоремы Найквиста
@JayKeegan Теорема Шеннона-Хартли говорит, что вы можете сделать это, если у вас SNR 2 ^ 40 - 1, что составляет около 120 дБ.
Медные соединения 10G распределяют полосу пропускания по всем четырем парам в кабеле, поэтому каждая пара обрабатывает только 10 бит/Гц, что требует отношения сигнал/шум около 30 дБ. Таким образом, медное соединение 40G (4 кабеля) использует 16 физических пар проводов.
Упрощенный пример Hz != Bps: если вы можете различить с шагом 1 В между 0 В и 7 В, сигнал 100 Гц может отправить log2(8) * 100 = 300 бит/с.
@JayKeegan Вы, вероятно, сейчас думаете о схеме модуляции, называемой ASK (передача = 1, не передача = 0) или BPSK (фаза 0 градусов = 0, фаза 180 градусов = 1). Но это не единственные схемы модуляции. Например, вы теоретически можете передавать бесконечные биты информации по бесшумному каналу, просто посылая сигнал с очень точным напряжением постоянного или переменного тока по линии и очень точно считывая его на другом конце. То же самое можно было бы сделать, используя сигнал с очень точной частотой или фазой. Причина, по которой вы не можете этого сделать, — это, конечно, шум .

Ознакомьтесь с красной газетой IEEE, Журналом твердотельных схем, в библиотеке. Почти в каждом выпуске есть обсуждение приемника 40GigaBit.

Как интерфейс Ethernet 40 Гбит/с обрабатывает пакеты в кремнии?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v