スイッチ・ファブリックは、システム内のデータをライン・カード上のポートの 1 つから異なるライン・カードの別のポートにリダイレクトするためのインタコネクト・アーキテクチャです。今日使用される 2 つの主要なスイッチ・ファブリック・コンフィギュレーション・タイプは、集中スイッチ・ファブリックと分散スイッチ・ファブリックです。これらのファブリックには利点と欠点があり、いずれのアーキテクチャも Stratix® GX デバイスに実装できます。
集中スイッチ・ファブリック
集中スイッチ・ファブリック・システムは、システム内の全ライン・カードのすべてのポートを相互接続するための集中スイッチ・ファブリック・カードを搭載しています。スイッチング動作は、シリコンのスイッチ・ファブリック・カードで実行され、バックプレーン上の高速シリアル・リンクを使用してライン・カードに接続されます。図 1 に各ライン・カードが集中スイッチ・ファブリック・カードに接続される簡略化した 8 ライン・カード・システムを示します。
図 1. 集中スイッチ・ファブリック・システム
図 2a および 2b に、ライン・カードと 8 組の 4 x 3.125 Gbps リンクを備えたスイッチ・ファブリック・カード上の 4 x 3.125 Gbps バックプレーン・インタフェースをより詳細に示します。ライン・カード上の Stratix GX デバイスに、トラフィック管理、キュー管理、およびバックプレーン・インタフェースを実装することができます（図 2a 参照）。スイッチ・ファブリック・カード上では、複数の Stratix GX デバイスを統合バックプレーン・トランシーバ／スイッチ・ファブリック・ソリューションとして使用できます。図 2b に、8 つの 10 Gbps ライン・カードに合計 32 の 3.125 Gbps シリアル・リンク接続を提供する 2 個の Stratix GX デバイスを示します。このコンフィギュレーションは 16 または 32 のライン・カードを搭載したシステムをサポートように拡張できます。ロジック・アレイの高速 MultiTrack™ インタコネクトにより、ワイヤ・スピードのパケット送信が可能です。Stratix GX デバイスに TriMatrix™ メモリを使用することによって、仮想出力キュー機能を備えたパケット・バッファリングを容易に実装できます。
図 2a. トラフィック管理機能が実装されたバックプレーン・ライン・カード
図 2b. バックプレーン・インタフェース・カードが実装されたスイッチ・ファブリック・カード
分散スイッチ・ファブリック
分散スイッチ・ファブリックの実装では、スイッチングは実際にはデータがバックプレーンに送出される前にライン・カード上で実行されます。図 3 に示すとおり、各ライン・カードは高速シリアル・リンクを使用してシステム内のライン・カード 1 つおきに接続され、高速メッシュ・バックプレーンを構築します。各ライン・カードでは、適切なライン・カードにパケットを転送する機能を実装する必要があります。 Stratix GX デバイスの高性能ロジック・アレイは、豊富なプログラマブル・ロジック・エレメントを提供し、ライン・カード上のパケットの転送に役立ちます。 また、Stratix GX デバイスに、トラヒック管理、キュー管理、およびバックプレーン・インタフェースを実装することもできます。Stratix GX デバイスは、分散スイッチ・ファブリック・ソリューションを効率的に実装するのに必要な全機能を提供します。
図 3. 分散スイッチ・ファブリック・システム
図4では、統合分配されたスイッチ・ファブリック・モジュール、トラフィック管理、バッファ管理機能とのN x 3.125 Gbps バックプレーン・インタフェースの詳細を示しています。これらの機能の大部分は図に示されるようにStratix GX デバイス上で実装することが可能です。ロジック・アレイ中の高速インタコネクトは、ワイヤ・スピード・パケット送信を可能にします。Stratix GX デバイスのTriMatrix™ メモリを使用することによって、設計者は容易にパケット・バッファを実装することができます。さらに、Stratix GX デバイスは、外部パケット・バッファための高速のメモリ・デバイスと接続することができます。また、これらのデバイスは、DDR、FCRAM、SDR、ZBTおよびQDR/QDRII などのインタフェースをサポートします。
図 4. トラフィック管理、バッファ管理機能を含んだ統合されたバックプレーン・トランシーバ
