Server-Vernetzung per PCI Express

Bisher kommt PCI Express vor allem als interne Schnittstelle von Computern zum Einsatz, wenn man von Thunderbolt und AMD/SeaMicro absieht. Die Firma PLX will das ändern und empfiehlt PCIe als Alternative zu Ethernet, Fibrechannel oder Infiniband.

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Das ExpressFabric verknüpft die einzelnen Server über Switches untereinander sowie mit Ein-/Ausgabe-Baugruppen und Massenspeicher.

(Bild: PLX Technology)

PCI Express hat sich als interne Schnittstelle in Desktop-PCs, Notebooks und Servern etabliert. Zur Anbindung von Massenspeicher kommt PCIe ebenfalls schon zum Einsatz, wenn auch seltener: Bei PCIe-SSDs in Form von Steckkarten, per Thunderbolt oder bald auch per SATA Express und via NVMe-Protokoll. Das ExpressFabric der Firma PLX Technology geht noch weiter: Damit könnte PCIe auch Ethernet, Fibrechannel oder Infiniband ablösen, zumindest innerhalb von Racks.

Völlig neu ist die Idee freilich nicht: Das Freedom Fabric der AMD-Sparte SeaMicro beruht im Kern auf PCIe und Sun hatte schon vor Jahren Blade-Systeme mit zentralen PCIe-Steckplätzen ausgestattet. Im Rahmen des Open Compute Project (OCP) arbeiten Facebook und Intel auch an einem modularen Server-Rack mit optischem Interconnect. Auch an Komponenten zur elektrischen und optischen PCIe-Verkabelung herrscht kein Mangel: Außer Thunderbolt wurden beispielsweise schon OCuLink und McLink angekündigt und es gibt auch PCIe External Cabling.

ExpressFabric ist für die Rack-Ebene gedacht.

(Bild: PLX Technology)

Zwei Spezialitäten hebt PLX aber hervor, nämlich Unterstützung von PCIe 3.0 und somit Datentransferraten von 1 GByte/s pro Lane und Transferrichtung sowie Switch-Chips wie den PEX 8796, der 24 Ports mit ingesamt 96 Lanes bedienen kann. Im Vergleich zu 10-Gigabit-Ethernet (10GbE) und Infiniband soll ExpressFabric energetisch und von den Kosten her effizienter sein können.

Um die Entwicklung zu forcieren, hat PLX auf der PCI-SIG Developers Conference 2013 angekündigt, einige Bausteine bereitstellen zu wollen: Eine PCIe-3.0-Adapterkarte für die einzelnen Server, einen Switch-Prototypen im 1-HE-Gehäuse für Standard-Racks sowie eine Sammlung von Code-Beispielen und Treibern.

Die Software-API von Dolphin erlaubt flexible Nutzung des PCIe-Interconnects.

(Bild: Dolphin ICS)

[Update:] Die norwegische Firma Dolphin Interconnect Solutions hat schon seit einigen Jahren Karten und Switches für PCI-Express-Interconnects auf dem Markt. Das jüngste IX-System setzt aber noch auf PCIe 2.0: Die PCIe-x8-Karte IXH610 soll bis zu 40 GBit/s übertragen, benötigt dazu aber bis zu 7 Watt und recht aufwändige Kabel, die maximal 5 Meter überbrücken. Für längere Strecken gibt es optische Kabel, die nur die halbe Datentransferrate schaffen.

Die Brutto-Datentransferrate von 40 GBit/s (5 GBit/s pro Lane) erlaubt wegen der 8-Bit-10-Bit-Codierung maximal 4 GByte/s netto. Dolphin setzt auf der IXH610 den PCIe-Switch 89H24NT6AG2 der Firma IDT ein. Letztere wollte 2012 eigentlich mit PLX Technology verschmelzen, doch US-Behörden hatten Einwände dagegen. (ciw)