موضوع مقاله: پردازنده شبکه‌ای ان‌پی ۲ | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پردازنده شبکه‌ای ان‌پی ۲ | مقدمه: اینتل یک کارخانهٔ تولیدکنندهٔ سخت‌افزار در کالیفرنیا که در سال ۱۹۶۸ توسط رابرت نویس و گوردن مور تأسیس شد. | ## بخش 1: پردازنده شبکه‌ای ان‌پی ۲ | عمدهٔ محصولات این شرکت در زمینهٔ مدارهای الکتریکی و پردازنده‌های رایانه می‌باشد. اینتل در دهه ۱۹۷۰ یکی از قویترین تراشه‌های خود را عرضه کرد، و شرکت آی بی ام هم ریزپردازنده ۸۰۸۸ را برای کامپیوتر شخصی خود انتخاب کرد. از سال ۲۰۰۰ به بعد تقریباً ۷۵٪ کامپیوترهای خانگی از پردازنده‌های اینتل استفاده می‌کنند. پردازنده‌های تولید شده توسط این شرکت به منظور استفاده برای شبکه‌هایی مانند اترنت است. توان عملیاتی که پردازنده‌های شرکت EZ-Chip فراهم می‌کند در محدوده ۱ تا ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه متفاوت می‌باشد. پردازنده‌های این شبکه، دارای انعطاف بسیار بالایی جهت پردازش بسته‌ها بوده همچنین دارای امکانات مدیریت ترافیک به صورت کامل هستند، این ویژگی سبب می‌شود تا بتوان از پردازنده‌های شرکت در طیف گسترده‌ای از کاربردها و سرویس‌ها به منظور مسیریابی توسط سوئیچ‌ها و روترها بهره برد. این پردازنده از خانواده نسل سوم پردازنده‌های شبکه شرکت سازنده EZCHIP با بالاترین یکپارچه‌سازی می‌باشد. پردازنده NP-2 یک پردازنده فوق‌العاده انعطاف‌پذیر می‌باشد و برای تمامی وظایف و عملیات شبکه‌ای برنامه‌ریزی شده‌است، داشتن این خصوصیت بدان معناست که پردازنده مذکور برای کاربردهای مختلف شبکه‌ای قابل استفاده می‌باشد، از طرفی این پردازنده در کنار بهره‌گیری از مزیت انعطاف‌پذیری سرعتی معادل با پردازنده‌های اختصاصی یعنی ASIC را فراهم می‌کند، بنابراین پردازنده NP-2 کارایی قابل قبولی نیز ارائه می‌کند. اولین تراشه برای برنامه کاربردی با سرعت پردازش مضاعف 10 Gbps، پردازنده NP-2 می‌باشد. | ## بخش 2: پردازنده شبکه‌ای ان‌پی ۲ | NP-2 قابلیت مدیریت ترافیک وسیع بر روی مسیرهای ورودی و خروجی از طریق مکانیزم صف بندی full-duplex را ارائه می‌کندکه این مکانیزم، صف بندی فریم و زمابندی سلسله مراتبی ترافیک بر روی همه واسط‌های NP-2 را قادر می‌سازد. پردازندهNP-2، پردازش بسته انعطاف‌پذیر فوق‌العاده ایی را فراهم می‌کند و طراحان سیستم را قادر می‌سازد که در طرح‌های آینده‌شان، از ویژگی‌ها و پروتکل‌های جدید از طریق s/w update پشتیبانی کنند. هر دو دستگاه از ادغام یک عدد پردازنده شبکه (NPU) مضاعف (duplex) 10 گیگابیتی، موتورهای طبقه‌بندی، مدیران ترافیک، ۱۰پورت اترنت ۱ گیگابیتی، ۱ پورت اترنت ۱۰ گیگابیتی در یک تراشه واحد تشکیل شده‌اند. همچنین هر دو دستگاه کمترین توان و هزینه برای مترو اترنت و اترنت را علاوه بر SONET/SDH فراهم می‌کنند. مقایسه NP-1 , NP-2 در NP-1 سه مؤلفه پردازش در یک تراشه (chip)قرار داده شده بود که هزینه، توان، تعداد تراشه را تا۸۰٪ کاهش می‌دهد اما در NP-2 هر ۵ مؤلفه پردازش در یک تراشه گنجانده شده‌است. الگوهای جستجو ومعماری NP-2 بر پایه TOP CORE، معماری اثبات شده نرم‌افزارهای تولید پردازنده NP-1c می‌باشد با این تفاوت که از نظر تعداد تراشه، هزینه و توان کاهش یافته‌است. اجزای اصلی پردازنده NP پردازنده NP-2 پردازنده NP-2 چندین توابع مختلف را که در حالت نرمال در چندین تراشه جداگانه می‌توان یافت در یک تراشه واحد ادغام می‌سازد. این پردازنده دارای دو مدیر ترافیک است که، ترافیک ورودی و خروجی را با زمان‌بندی سلسله مراتبی مدیریت می‌کنند همچنین دارای موتورهای جستجو یکپارچه‌ای است که نیاز به کمک پردازنده بیرونی را از بین می‌برند. در پردازش، هر بسته می‌تواند به راحتی جهت پشتیبانی برنامه‌های کاربردی چند بخشی، تکرار شود و هر سرآیند و محتوا بسته، با هر نوع فرمت و سایز قابل پردازش است. | ## بخش 3: پردازنده شبکه‌ای ان‌پی ۲ | پردازش بسته به صورت Wire-speed انجام می‌گیرد و جریان‌ها بر پایه ترکیبی از اطلاعات بسته استخراج شده، طبقه‌بندی می‌شوند. عملکرد موتور پردازش موتورهای پردازش، صف‌های جریان بالای ۶۴ کیلوبایتی را در هر ۵ سطح زمانبندی شده، پشتیبانی می‌کنند به این معنی که آن‌ها می‌توانند در هر ۵ صف به‌طور جداگانه مطابق ۵ مجموعه مختلف از الگوریتم زمانبندی، ترافیک را مدیریت کنند. در هر سطح یک ترکیبی از الگوریتم‌ها را تحمیل می‌کنند شامل: اولویت بندی در میان کاربردها، نشست‌ها، جریان‌ها شکل دهی leaky bucket به منظور هموارسازی و تعیین مینیمم/ ماکزیمم پهنای باند اجتناب از ازدحام WERD ذخیره‌سازی توان و هزینه با توجه به نوع کاربرد پردازنده، با خاموش نگهداشتن یک مدیر ترافیک، می‌توان ذخیره توان و هزینه را افزایش داد. NP-2 برای جداول مراجعه، داده‌ها، اطلاعات کنترلی و سرشماری و همچنین کمک به افزایش ذخیره‌سازی، از توان کم و حافظه‌های DRAM چگالی بالا استفاده می‌کند. جدول مراجعه ENTRY در DRAM ذخیره می‌شوند تا اتلاف توان و هزینه را کاهش دهند و فضای جدول مراجعه را تا ۲ گیگابایت افزایش دهند. برای کنترل پهنای باند دقیق، یک مدیر ترافیک مجزا برای هر جریان ترافیک ورودی و خروجی توانایی شکل‌دهی و زمانبندی ترافیک بعد از تکمیل شدن پردازش را فراهم می‌سازد. بواسطه مدیریت ترافیک یکپارچه، کیفیت خدمات پیشرفته (Qos) از توافقنامه سطح خدمات (SLA) مبتنی بر جریان را فراهم می‌نماید. با یکپارچه‌سازی اجزای سازنده لاین کارت در یک تراشه واحد، NP-2 در یک رنج وسیعی از کاربرد شبکه در مرکز داده WAN ,MAN , نشان داده شده‌است. به ویژه در قسمت هزینه‌های حساس مترو، NP-2 می‌تواند با یکپارچه‌سازی بی‌همتا و غلبه بر غیرقابل برنامه‌ریزی بودن ASIC با انعطاف‌پذیری نامحدود نسبت به دیگر پردازنده‌ها پیروز شود. | ## جمع‌بندی | MACهای بر روی تراشه ارتباط مستقیم به ۱۰ پورت گیگابیت و یک پورت ۱۰ گیگا بیتی و رفع نیاز به Mac بیرونی را فراهم می‌کنند.