Intels CSA für schnelleres Gigabit-Ethernet in Desktop-Rechnern

Die Communication Streaming Architecture (CSA) soll die Datentransferleistung von Gigabit-Ethernet-Chips auf Mainboards mit kommenden Intel-Chipsätzen deutlich verbessern. Hinter dem pompösen Marketing-Namen CSA verbirgt sich aber eigentlich nur eine spezielle Schnittstelle der Northbridge der bereits angekündigten Springdale- und Canterwood-Chipsätze.

Eine Grafik aus Intels CSA-Whitepaper verdeutlicht die Technik am Beispiel eines Chipsatzes mit eingebautem Grafikprozessor, zweikanaligem Speicher-Interface und dem Serial-ATA-tauglichen I/O Controller Hub ICH5. Der Memory Controller Hub MCH dieses Chipsatzes ist außer mit dem Hub-Interface zum ICH5 noch mit einem CSA-Port ausgestattet, der bis zu 266 MByte/s transportieren soll. Das entspricht der von Intel angegebenen Geschwindigkeit der 1999 eingeführten Hub-Link-Schnittstelle und der doppelten Transferleistung des in Desktops üblichen 32-Bit/33-MHz-PCI-Bus. Letzterer bringt es im besten Fall auf 133 MByte/s, wobei sich alle Geräte am Bus diese Maximal-Transferrate teilen müssen und über den ICH und den Hub Link zusätzliche Latenzzeiten beim Zugriff auf den Speicher (Direct Memory Access DMA) anfallen.

Der 32-Bit/33-MHz-PCI-Bus würde für Full-Duplex-Gigabit-Ethernet-Transfers ohnehin nicht ausreichen: Seine 133,33 MByte/s (1,067 GBit/s) reichen gerade für die theoretische Maximalleistung einer Gigabit-Ethernet- (GbE-)Verbindung in eine Richtung.

Die Datentransferrate von CSA entspricht der Leistung eines 64-Bit/33-MHz- beziehungsweise 32-Bit/66-MHz-PCI-Bus. Laut dem englischen Newsmagazin The Inquirer soll Intel schon Messungen von Gesamt-Datenraten für die CSA-GbE-Lösung von bis zu 1,675 Mbps (Duplex) angegeben haben, im Vergleich zu 930 Mbps bei herkömmlicher PCI-Anbindung. Das gelingt allerdings wahrscheinlich nur bei der Übertragung großer Datenpakete.

CSA ist eine kostengünstige Alternative zur Implementierung eines zweiten PCI-Bus, wie es bei Server-Mainboards üblich ist. Dort haben sich mittlerweile Chipsätze etabliert, die sechs und mehr unabhängige PCI- und PCI-X-Busse mit bis zu 133 MHz Taktfrequenz ansteuern. Doch für Desktop-PCs wäre das zu teuer. Die Integration von immer mehr Hochleistungs-Funktionen wie Serial ATA, USB 2.0 und nun auch Gigabit-Ethernet in den Chipsatz ist eine preiswerte Möglichkeit, den PCI-Bus zu entlasten. Die Kombination von Transferraten-fressenden PCI-Karten wie IDE-RAID-Hostadaptern oder eben Gigabit-Ethernet-Adaptern mit Karten, die nach isochronen Datentransfers verlangen (etwa Sound- oder TV-Karten) führt recht häufig zu Störungen.

Die meisten aktuellen Chipsatz-Southbridges von Intel, SiS und VIA enthalten bereits einen Media Access Controller (MAC) für Fast Ethernet (10/100 MBit/s), der sich mittels eines PHY-Chips und dem passenden BIOS zum LAN-Adapter aufrüsten lässt. Speziell auf grafikfähigen Mainboards für Bürocomputer hat sich diese Lösung mittlerweile etabliert. Viele solcher Mainboards beherrschen überdies Fernwartungs-Funktionen (Remote Management) wie Alert-on-LAN, die sich mit LAN-on-Motherboard-Lösungen (LOM) natürlich leichter implementieren lassen als über separate PCI-LAN-Adapterkarten. Letztere bringen je nach Mainboard-BIOS oft nicht einmal funktionierendes Wake-on-LAN zu Stande.

Ein für Intel positiver Nebenaspekt ist, dass ein CSA-kompatibler Gigabit-Ethernet-Adapter bisher nur im eigenen Lieferprogramm zu finden ist. Der Intel 82547EI integriert MAC und PHY, hat ein CSA-Interface für die 865- und 875-Chipsätze und ist dabei "Footprint-kompatibel" zu den Fast-Ethernet-PHY-Chips 82562EX und EZ mit ebenfalls 196 Lotkugeln (Balls). Der 82547EI unterstützt auch SMB 2.0 und damit IPMI-Funktionen sowie das Alert-Standardformat ASF 2.0. Seine Leistungsaufnahme soll "typisch" bei weniger als einem Watt liegen. (ciw)