選用網路設備 別再迷信內建ASIC
設計時即應考量總持有成本? 商用矽晶才是低TCO王道

2009-12-29
今日,企業可以從功能豐富且成熟的網路基礎設施方案獲得顯著的效益。現代化網路基礎設施產品凝聚多年的部署經驗和成熟技術,將能提供開放的創新和高效能,以及低整體擁有成本(TCO)。
早期的企業網路創新發展通常是在硬體階層,由企業網路產品廠商透過開發客製化ASIC晶片方式實現。我們正面對一個龐大、成熟且更複雜化的市場,強大的商用矽晶方案(由專業廠商建立並銷售給多家產品廠商的晶片科技)提供所有主要的硬體功能,讓企業產品開發者可以將所有心力集中於軟體和系統的創新。此一技術創新的重點轉移,讓企業能夠享有更豐富且更符合社群需求的產品功能、更開放且更快速的更新周期,以及較低的成本。  

從設計降低TCO  

更甚於以往的是,企業需要從網路基礎設施投資產生最大的報酬。具有競爭力的價格和提供傑出的價值是二大關鍵,而和初期投資同等重要的就是網路的TCO。低TCO的達成可以透過降低功率消耗、簡化整合與使用、最少的當機時間、最大營運效率以及最好的安全性等方法實現。當產品廠商在這任何領域上有所折衷時,其結果將衝擊一個企業網路的TCO。  

因此,低TCO必須從一開始就成為產品設計的一部分,因為產品本身無法針對此進行改造。廠商可以透過軟體或甚至現場的硬體升級方式進行產品強化,但是產品本身的架構DNA並不會改變。唯有遵循TCO設計的產品才能提供符合企業要求的整體成本節省,採納以商用矽晶為基礎的技術,是實現這些成本節省目標的第一步。  

企業和電信網路在1990年代歷經快速的變化。乙太網路和IP交換、Intranet、Web-based應用程式、企業安全性以及基礎設施的其他許多面向,在當時都處於初期發展階段。在此一變遷的環境中,許多產品廠商透過客製化ASIC開發而提供以硬體為基礎的創新;相對的,商用矽晶在許多關鍵功能領域都還是欠缺。  

商用矽晶(Merchant Silicon)與ASIC  

在標準不完整或不存在的初期市場,多種方案爭奪主導權,而ASIC成為一種自然的選擇。這正是為何一些傾向以新興商機為焦點的新公司,往往會建構ASIC方案。  

1990年代後期的科技潮是ASIC的黃金年代;許多新興科技公司大量投資客製化晶片開發,尤其是建立高速交換核心。即使是營收很少的新興公司,如果收購者相信可以藉由併購而取得先進矽晶設計,那麼賣到數億美元也不稀奇。  

科技泡沫的崩解,造成ASIC開發顯著走下坡。隨著企業網路市場的成熟,商用矽晶的規模與複雜性呈現大幅成長;今天,專業矽晶廠商設計並供應種類繁多的方案,銷售給許多產品開發公司。網路基礎設施產品每一項重大的設計需求,幾乎都必然存在許多來自不同矽晶廠商的複雜功能商用矽晶方案。  

既然現在市場有如此廣大的成本效益商用矽晶供應,那麼企業網路產品廠商還有什麼理由需要建構一個客製化ASIC?  

競爭反而提供關鍵優勢  

成熟的企業需要一種以業經驗證之架構為基礎的高速彈性網路,必須能夠支援最新最好的應用和新興科技。商用矽晶提供了這樣的平台,截然不同於專屬性晶片組所提供的功能。再者,商用矽晶讓廠商能夠比採用ASIC更快速的提供高品質、低成本且功能豐富的產品。  

企業客戶期望的是可互通、以標準為基礎且符合成本效益的網路基礎設施方案,在軟體和系統設計上提供加值效益。商用矽晶提供了符合這些企業需求的產品。  

由於商用矽晶廠商相互爭奪製造市場佔有率,因此彼此激烈競爭生產最高效能與功能、最低延遲、最高密度且最具成本效益優勢的晶片。相對的,由於ASIC客戶被專屬性的網路硬體元件套牢,而且ASIC開發者承受的外界市場壓力較少,因此這些製造商比較欠缺創新和產品更新的動機。商用矽晶是一項能夠讓製造商和他們的客戶受益的關鍵設計選擇。  

降低產品成本  

高度特殊應用化的ASIC必須由一家單一廠商負擔較高的開發成本,因此轉嫁到他們的客戶身上,這些成本包括特殊的設計團隊與工具、客製化晶片開發與重新設計風險等。儘管商用矽晶製造商也需要分擔這些支出的大部分,不過每一單元的研發與設計成本較低,原因是因為這些產品的產量較大,而這也代表較高的整體研發投入。  

客戶受惠於此種無庸置疑的經濟規模,享有較低的入門價格,以及較低的失敗率和最新且最好的科技。隨著商用矽晶市場日趨壯大與競爭,一個彈性的商用矽晶方案將能以較低開發成本提供ASIC的所有優勢,讓ASIC變成比較沒有吸引力。  

再者,商用矽晶屬於開放生態系統的一部分,非僅包括商用現成晶片,同時也涵蓋低階軟體元件。採納商用矽晶的產品廠商也能透過使用共同的驅動程式和公用程式而節省成本,並且可以將節省下來的成本直接回饋給客戶或以更高度的科技創新形式回饋。  

以標準為基礎的方案  

商用矽晶開發者是以最大的市場商機為訴求目標,因此有著高度的動機確保他們的晶片提供完全遵循標準的方案;若將專屬性的功能建立到他們的晶片,其結果只會減少潛在的市場採納。ASIC則是採行相反的路線,藉由提供非標準的專屬功能,他們將客戶套牢在一個封閉系統,束縛其所掌握的市場區隔。  

商用矽晶開發者通常會與標準組織密切合作,確保他們的晶片支援(並且持續支援)標準規範的每一面向,維護最廣大的應用和最長的產品壽期。相反的,單一廠商的ASIC可能只把重心放在一項標準的某些特定部份。再者,產品廠商也比較不願意只是為了改善對於一項變動標準的遵循而進行昂貴的重新設計。  

然而,以標準為基礎的晶片除了互通性與部署彈性之外,還提供更多價值。由於需要管理的協定較少,因此可以減少晶片發生作業不正常的風險。一如可靠性的提升,共同程式介面也具有同等重要性,它讓設備設計者可以在後續好幾個世代的設備上使用他們的軟體,提供一個比單一世代自有晶片設計壽期更長的資產,進一步降低長期TCO。  

加速產品生命周期  

環繞商用矽晶的開放生態系統,改善互通性並且降低成本。它也加速了新產品和既有產品之新功能更新的上市時程。採納商用矽晶的產品廠商可以運用專業矽晶與軟體開發者的研發成果,而把重心放在他們自己的工程與系統階層創新。  

ASIC開發團隊也建立程式介面,不過並不保證這些是否遵循任何共同的業界標準。低階軟體的開放模塊不太可能可以相容於ASIC;它們典型上至少將需要進行一些軟體修改才能支援客製化晶片。這些問題都會延長開發周期和增加成本,並且轉嫁到客戶。  

商用矽晶開發通常會在標準發展成熟的較早階段展開;標準組織會盡可能在完整標準發佈的前幾個月,將衝擊矽晶發展的細節做最後的定案,確保商用矽晶及早做好準備。產品廠商可以依照開發者提前提供的資訊,在晶片完成的數個月前即以商用矽晶展開設計。雖然ASIC也會採用相同的方法,不過ASIC開發通常會比較延後,而採用ASIC的產品將依序開發,進一步延長上市時程。  

由於ASIC開發非常昂貴,因此開發客製化晶片的公司將會盡可能確保最長的壽期。這可能導致ASIC-based產品更新遲緩:如果公司能夠從他們的初期ASIC投資爭取更多年的營收,那麼即使平台已落後市場,對他們而言仍然是符合商業利益的做法。另一個問題是,原始的ASIC開發者可能已離開公司,因此難以為他們的晶片進行設計強化。  

ASIC也往往會嵌入專屬性的功能,而採用這些方案的企業將發現若轉移到標準方案必須付出昂貴的代價。這也造成產品周期的遲緩,因為ASIC廠商比較沒有競爭壓力促使為他們的產品推出新版本;因此,ASIC意謂著較漫長的設計或功能更新時間。你的企業能夠忍受讓他人的產品更新時程所牽制嗎?一如任何組織,你需要的是能在做好準備的任何時候都能進行升級,而不會造成日常營運中斷。唯有商用矽晶才能配合客戶的時程達成目標。  

人們常說,任何事物都有其存在的時空條件。ASIC對於新而特殊的市場或許是一個很好的選擇,但對於大規模而成熟的企業網路基礎設施市場而言,商用矽晶是明顯的贏家,因為它提供更創新、更開放且更成本效益的方案。

關於ASIC

ASIC、ASSP、CSSP、FPGA是客製化矽晶世界所存在的著諸多不同技術。 通常,ASIC一詞是指高度密集的「全客製化」或「標準元件」晶片設計,從一開始即針對特定產品廠商或特殊用途而設計。
現場可程式閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)是一種可程式化的客製晶片。由於昂貴的原因,產品廠商通常純粹只在產品開發的設計與測試階段採用,然後將設計轉換成全然客製化晶片以投入量產。有些FPGA設計相當小,而有些則大到足以視為「ASIC」。 特殊應用標準產品(Application-Specific Standard Product,ASSP)和客戶特定標準產品(Customer-Specific Standard Product,CSSP)屬於半客製化元件,將一些標準功能和廠商客製化設計融合在軟體與韌體。產品製造商對於這些詞彙的使用有些不夠嚴謹,可能會有重疊的意義。
本文「ASIC」是指由單一產品廠商為了本身專屬用途而開發的任何高密度客製化晶片,而不論其基底的科技為何。


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