WikiTurk
Editor Login | Register
Ekle

> Bilgisayar > Networking

CWDeltaForce
(Date : 06.04.2008 00:35:45)
imageimageimage %-5


ASIC Nedir


 Reklam



ASIC (Application Specific Integrated Circuit)
Uygulamaya Özgü Bütünleşik Devre:

Kendine özgü fonksiyonlar üzerinde fiziksel bağlantılı komut takımları ile hareket eden bir işlemci sistemidir.

ASIC ler aynı işi yapabilecek genel maksatlı işlemcilere göre daha ucuz ve daha hızlıdırlar. (örn; ses işlemcileri, grafik işlemcileri, data accusation işlemcileri vb..) ASIC teknolojisi, bir çok işlemcinin yaptığı işlerin, daha hızlı paketleme yeteneği olan ve daha küçük bir işlemcide birleştirilmesi olarak tanımlanabilir. ASIC teknolojisi bu sayede, cihaz kurulumları sırasında destek ücretlerini ve kurulum masraflarını azaltmaktadır. Günümüzde ASIC teknolojisinin gelişmesi ile birlikte yazılımlar içerisindeki bir çok geleneksel uygulama ASIC uygulamalarına geçiş yapmıştır.

Günümüzde çok belirgin bir biçimde, router (routing) gibi kendine özgü fonksiyonları gerçekleştirme hedefi olan cihazların yapılandırılmasında sürekli olarak ilerleyen silikon teknolojisinin gücü kullanılmakta ve ASIC tipleri tasarlanmaktadır.

Yazılımlarla uygulanan benzer fonksiyonlar ile ASIC teknolojilerinin kullanımı mukayese edildiğinde üç kat daha fazla bir performans artışı sağlanabilmektedir.

Ancak, işlevleri yani fonksiyonları silikon teknolojisine aktarma işi üzerinde iyice düşünülmeli ve ölçülmelidir. Bu konu içerisinde routerlarda tamamiyle fizikel bağlantı içerisine girmek oldukça zor ve tehlikeli olabilir. Bu nedenle standart olarak işlemciler tamamen değiştirilebilir.

ASIC Teknolojisi Heryerde:
Günümüzde ASIC teknolojisi sayesinde, üreticiler sistemlerinin yapması gereken herşeyi tek bir işlemci ile gerçekleştirebilmektedirler. ASIC teknolojisi,


Firewall
Router
Switch

teknolojilerinde kullanılmakta ve talimat tabanlı yönetim ve hizmet niteliği kavramını sağlamaktadırlar. Günümüzde ASIC ile beraber fiziksel bağlantılı ağ (network) işlevleri çok daha fazla anahtar rol oynamaktadır.

Sadece bir data kablo boyunca gigabit hızında fırlatılıp gönderilebilir ve burdan yola çıkarak oluşturulabilecek başka uygulama talimatları ile paketlerde bu hızlarda gönderilebilir.

Network ekipman sağlayıcıları, mikro işlemciler ile birlikte güvenlik ve hizmet niteliği gibi gelişmiş fiziksel bağlantılı network fonksiyonları ile geleneksel yazılım tabanlı fonksiyonların daha yüksek hızlarda uygulanabilirliğini sorgulamışlardır. Yeni nesil işlemciler, network yönetcilerinin, şirketlerinin Gigabit Ethernet ana hatları ve desktoplarındaki Fast Ethernet bağlantılarına kadar olan yüksek hızlı bağlantılarında  kritik veri yönetimlerinin garantilenmesinde yardımcı olacaktır.

Network cihazlarında ASIC (Application Specific Integrated Circuit) kullanılmasının  yararları iyi bir şekilde ispatlanmıştır. Unutulmamalıdır ki, hızlarının geçtiğimiz beş yıla kıyasla, maliyetlerdeki etkili düşüşün ve LAN anahtarlamaları ile network (ağ) arayüzü kart hızlarının (NIC) yükselmesinin arkasında ASIC teknolojileri yer almaktadır.
Boston’daki The Yankee Gorup şirketinin pazarlama yöneticisi Michael Speyer ASIC teknolojilerini ‘gerçekten hızlı bir şey’ diye nitelendirmiş ve Web sunucu alanlarının önünde yer alan firewall ların sürekli olarak megabyte larca trafik ile bombardımana uğratıldığını ve firewall ların ayakta tutunamadığını belirtmiş ancak ASIC teknolojilerinin hızlı, bütünsel ve ucuz bir şekilde firewall ve diğer tüm network cihazlarının yapılanması ve sağlıklı çalışması hususunda yeterli olduğunu belirtmiştir.

Californiya, San Jose’deki RapidStream firması önümüzdeki yıl içerisindeki ilk planlarının router,firewall, switch ve tüm network arayüzü kartlarının işlemcilerini ASIC teknolojilerine göre uyarlayacaklarını ve ağ talimat uygulamalarını bu şekilde gerçekleştireceklerini belirtmiştir. Bu sayede yüksek öncelikli trafik hizmeti ile ağ yapılarını hızlandırmayı ve işlemciler ile ağ kaynaklarına erişim ve bunların yönetimini etkili bir şekilde ellerinde tutmayı hedeflediklerini eklemiştir.

Yukarıda bahsedilen şirket gereksinimleri doğrultusunda dünyadaki global yazılım ve donanım üreticileri ‘talimat motoru’ (policy engine) ile oluşturulmuş özel ASIC teknolojileri ile birlikte diğer özel işlevsel kabiliyeti olan işlemciler geliştirmektedirler.  Yazılım geliştiriciler, diğer talimat yazılımlarını bunlara uyarlayarak uzmanlık avantajı, yüksek hızda dizayn edilmiş firewall ve saldırı tespit yeteneği elde etmektedirler. Benzer olarak, virtual private network ler (VPN) üzerinde şifreli veri aktarımı aynı zamanda firewall performansı gösteren teknolojilerde kullanılmaya başlamıştır.  Ayrıca bahsi geçen bu uygulamalar içerisindeki şifreleme kullanımı (digital encriyption Standart)  ASIC teknolojileri sayesinde gigabit oranlarında sağlanmaktadır.

Genel olarak bakıldığında karşımıza network donanımları üzerinde gerçekleşen bu devrim gibi yeni yapılanmanın nedeninin ne olduğu sorsu ortaya çıkmaktadır. Bu soruya cevap olarak ilk etapda network ürünlerinin Fast Ethernet ve Gigabit Ethernet teknolojilerine sürekli cevap verme yeteneğine sahip olma zorunluluklarından bahsedilebilir. Bunun nedeni firewall ve diğer network cihazlarının  ekseriyatında PC işlemcileri üzerinde inşaa edilmiş olmaları  ve kullanıcıların PC üzerinde yazılım ile neler yapılabileceğinin limitlerini zorluyor olması olarak gösterilebilir. Bunun neticesi olarak da üreticiler üretilmiş mevcut işlemciler üzerine ASIC teknolojilerini dizayn edip test etmişlerdir.

Günümüz ASIC üreticeleri yapmış oldukları işlemciler üzerine hafıza modülleride yerleştirmeyi başarmışlardır. Böylece ASIC teknolojilerinin geleneksel kalıplaşmış limitlerinide yok etmiştir. Çünkü geçmişte meydana getirilen herhangi bir ASIC üzerinde herhangi bir değişiklik yapmak mümkün değildi. Ancak günümüzde, kullanıcı şirketlerin gereksinimleri, güncellemeleri ve yeni talimatlar doğrultusunda değiştirilebilmektedir.

Geçmiş yıllarda, ASIC teknolojileri temel LAN anahtarlamalarında, Katman 3 (Layer 3) anahtarlarında ve ağ kartları üzerinde kullanılmakta idi. Bu ürünlerde esneklik herhangi bir sıkıntı yaratmazdı çünkü bir çok şirket standartize Ethernet ve IP kullanmaktaydı. ASIC teknolojileri kullanımının etkilerinden biride ASIC teknolojisi kullanan cihaz sayısının ağırlığı ve fiyatlarıdır. Örneğin, hub ve NIC ler oldukça yararlı hale gelmişlerdir. Bugün, en az masraflı olan 10/100 Mbps Ethernet anahtarlarının port başına maliyeti geçtiğimiz yıla oranla yaklaşık  250$ dan 100$’a gerilemiştir.
Genel olarak incelendiğinde günümüzde ve gelecekte her ihtiyaç ve gereksinime uyumlu olan bu ağ fonksiyonları kullanılan her cihazı yetenekli ve akıllı hale getirecektir. Bu çerçevede, network donanımlarında ASIC mikro işlemcilerinin artmasının anlamı, hız kavramının bir sorun olmaktan çıkmasıdır. Sizin bottleneck (dar boğaz) leriniz  bilgisayar sistemleriniz ve WAN bağlantılarınızda bazen ortaya çıksada LAN bağlantılarınızda asla ortaya çıkmayacaktır.

ASIC Teknolojilerinin Temellerine Bakış:
Reduced Instruction Set Computing (RISC),    yani azaltılmış komut setli bilgisayar işlemci tasarım mimarileri karmaşık komut setli işlemci mimarilerine (CISC) göre çok daha hızlıdır. RISC mimarilerinde işlemci üzerinde sonuçları birbirleriyle alakalı olmayan komutlar paralel çalıştırılarak (pipeling) işlemci üzerindeki yük azaltılmış olur. Ancak RISC işlemcileri üzerinde yalnızca yazılım tabanlı dağıtıcılar ile gelişmiş fonksiyonlar ve ihtiyaç duyulan bant genişliği taleplerine cevap vermeye çalışmak yeni nesil router dizaynlerı için uygun bir yaklaşım değildir.
Pekçok router üreticisi, mevcut mimarilerine ASIC teknolojilerini ilave etmeye veya mimarilerini tamamen değiştirmeye başlamışlardır.
Temel olarak ASIC teknolojilerinde kullanılan işlemciler, uygulamaya özgü olarak inşaa edilmektedirler. ASIC ler aynı işi yapabilecek genel maksatlı işlemcilere göre daha ucuz ve daha hızlıdırlar. (örn; ses işlemcileri, grafik işlemcileri, data accusation işlemcileri vb..) ASIC teknolojisi, bir çok işlemcinin yaptığı işlerin, daha hızlı paketleme yeteneği olan ve daha küçük bir işlemcide birleştirilmesi olarak tanımlanabilir. ASIC teknolojisi bu sayede, cihaz kurulumları sırasında destek ücretlerini ve kurulum masraflarını azaltmaktadır. Günümüzde ASIC teknolojisinin gelişmesi ile birlikte yazılımlar içerisindeki bir çok geleneksel uygulama ASIC uygulamalarına geçiş yapmaktadır. Günümüzde çok belirgin bir biçimde, router (routing) gibi kendine özgü fonksiyonları gerçekleştirme hedefi olan cihazların yapılandırılmasında sürekli olarak ilerleyen silikon teknolojisinin gücü kullanılmakta ve ASIC tipleri tasarlanmaktadır.
Geride bıraktığımız on sene içerisinde, ASIC teknolojisinde performans ve değer arttırıcı yatırımlar ile beraber çok daha küçük silikon işlemcilerden gözle görülür şekilde oldukça büyük faydalar sağlanmaya  başlanmıştır. Günümüzde, 0.25 micron ASIC teknoloji desteği ile tek parça 150-MHz işlemci üzerinde beş milyondan fazla geçit yer almaktadır. On sene önce 1.5 micron olan ASIC desteği 25-MHz peformanslı işlemciler üzerinde 10.000-20.000 arasında geçit sağlarken beş sene öncede 0.6 micron ASIC desteği ile 66-MHz performanslı işlemciler üzerinde sadece 75.000-100.000 arasında geçit elde edilebilmekteydi.
Bu geçitler ASIC teknolojisinde bir çevrimi ifade etmektedirler ve bu geçitler düzenli ve belirli bir şekilde dizilmişlerdir. İşlemci üzerindeki geçit dizisi ve sıralamaları, ASIC teknolojilerinin tüm işlevlerini belirler ve yönetir. Uzman öngörülerine göre önümüzdeki dönemlerde bilgisayar ve ağ ekipmanları üzerinde ulaşılması beklenen geçit sayısı on milyondur ve bunun yanında ASIC endüstrisinin 2005 yılı itibari ile değeri sekiz milyar dolar olarak belirlenmiştir.
Üreticiler, operasyonel bağlamda mantıklı olarak özel kurulumlarında bu geçitlerin tamamını veya bir bölümünü kullanma seçimine gitmektedirler. Geçmişte, hafıza gibi temel elementler standart ASIC ünitesi idi ancak günümüzde gelişmiş Gigabit Ethernet özellikleri veya PCI kontrollerinin desteklenmesi gibi veya ASIC teknolojisi üreticilerinin çekirdek tanımlamalarına yada eklenebilecek pek çok ASIC menüsü ile oldukça karmaşık ASIC dizaynları elde edilebilmektedir.
Böylece bu teknolojinin gelişmesi sayesinde, donanımlar içerisinden pek çok fonksiyon yerine ASIC teknolojileri kullanılması ile birlikte işlem döngüsünün etkili bir şekilde azaltılması ve buna bağlı olarak performans seviyeleri ve gerçekleştirilecek işlev sayısının artmsı sağlanmaktadır. Yazılımlarla uygulanan benzer fonksiyonlar ile ASIC teknolojilerinin kullanımı mukayese edildiğinde üç kat daha fazla bir performans artışı sağlanabilmektedir.
Günümüzde ASIC ile ilgili olarak gelişmelerde büyük bir hızla devam etmektedir. Örneğin Quality of Service, Multiprotocol Label Switching ve Layer 2-3 Tunnel Protocol leri gibi konularda ASIC sayesinde ilerlemeler kaydedilmektedir. Ayrıca RISC ve ASIC teknolojilerinin tam uyumlu olması sebebi ile de RISC ve ASIC arasındaki fiziksel bağlantılar geliştirilmiş ve RISC ler üzerinde performans esnekliği, yüksek verimlilik ve maliyet düşüşleri sağlanmıştır. Buffer yönetimi, Queue yönetimi, QoS planlama, adres arama  ve akım sınıflandırma gibi fonksiyonlar ASIC silikon teknoloji ile risk olmadan kolayca halledilebilmektedir..




Derecelendir
Kaynak CWDeltaForce Tarafından yazılmış/derlenmiştir.
İçerik İhbarı



Open Source Document Project AUP&TOS