性能亮眼！沐创首款融合安全的智能网络控制器芯片实力详解

简单又不简单的N10

要解释清楚N10的身份，得先从一个大家耳熟能详的概念——“网卡”说起。网卡(Network Adapter)，即网络接口板，又称网络适配器或NIC (Network Interface Controller, 网络接口控制器)，是一块被设计用来允许计算机在计算机网络上进行通讯的计算机硬件。简而言之，网卡就是连接计算机与网络世界不可或缺的一个硬件。
随着技术的发展，网卡先后出现了集成网卡、PCIe网卡、USB网卡等多种不同的形态。
N10正是一款“简单的”网卡芯片，可以通过板载的方式变成PCIe网卡。
当前，CPU（中央处理器）、GPU（显卡芯片）、网卡芯片是PC市场上应用最广泛的三类芯片，网卡芯片的重要性和使用广泛性可见一斑。
随着网络技术的发展，网卡芯片的发展呈现出可编程性、高安全性、智能性等多个趋势，N10恰是一款契合了以上所有发展趋势的 “不简单的”网卡芯片。
如果要用一张图片来描述N10的与众不同，那就是1=1+1。
如果要用一句话来描述N10的设计理念，那就是“安全融合网络，网络融合智能”。

▲N10安全网卡功能示意

看N10“七十二变”

要想真正了解N10，得从了解N10各个模块入手。从其结构图中可以清晰看到，N10具备传统网卡芯片的所有基本功能：多个不同速率的网口、PCIe口、以及相关网卡模块。在实际应用场景中，既可将网口接收的数据包，通过PCIe口，上传给主机，实现主机数据包接收工作；又可通过PCIe口，将主机上要发送到网络的数据包传递到网口，并发送出去，实现主机数据包发送工作。

▲N10结构图

此外，N10作为一款智能网络控制器芯片，可提供10G、40G网络接口。在实际应用中，N10之于网卡的重要性，正如大脑之于人类；但仅有“大脑”是不够的，我们还需为它配备不同结构的“躯体”，方可构成各类可独立工作的网卡，满足不同场景下的工作需求。

▲不同形态的N10网卡

N10网卡参数

在普通网卡常用模块的基础上，N10又增加了几个关键模块：

▲N10架构图

●Processing Cores：该模块具有的可编程能力，赋予N10可变换功能，堪称芯片界“变形金刚”。N10内置可重构处理器RPU2G32C，频率500Mhz，支持网络协议可编程，可在网络处理领域替换FPGA和网络处理器，实现高效的SMART NIC功能；此外，N10支持高效算法加速，通过可重构技术实现50Gbps密码处理，支持国际密码（AES/SHA/RSA）和国内商用密码(SM2/3/4)，实现高效的IPSEC/TLS加速。
●Crypto：该模块为N10提供了国际密码算法和国产密码算法的相关运算能力，为包括SM2/3/4、RSA、AES、SHA256等在内的密码算法提供加速。
●TCAM、Engress Processing、Ingress Processing：这些模块可实现众多CPU数据包处理功能的卸载，赋予N10智能网卡(Smart NIC)功能。传统的智能网卡，其核心是通过FPGA(现场可编程门阵列)或其他可编程器件，协助CPU处理网络负载、编程网络接口功能，具有以下特征：

（1）硬件可编程；

（2）基于应用程序的智能端口转发和端口映射；

（3）检测和管理网络流量。
N10除了通用网卡卸载功能外，还支持TCAM的卸载、国密IPSec的协议卸载、VxLan和NvGRE卸载、软件可编程卸载。综上所述，N10一款功能丰富的智能网卡。

▲N10功能卸载

N10到底有多厉害

N10具备的丰富功能，保证了其广阔的应用方向，其中最典型的应用方向包括服务器业务卸载、服务器网络攻击防护、端到端安全传输等。

▲应用方向1：服务器业务卸载

▲应用方向2：服务器的网络攻击防护

▲应用方向3：端到端安全传输

除了广阔的应用方向外，N10各方面性能更是亮眼，基于国产化服务器平台，512字节以上N10可达到40G线速。对标国外同类产品（以XL710为例），性能优势明显！

▲N10在512字节以上可达到40G线速

▲双口10G网卡64至1518全包长双向线速

▲4口10G网卡256至1518全包长线速

展望·未来

从2013年引发全球关注的“棱镜门”事件，到2018年中兴被美国“卡脖子”，再到2020年华为“孟晚舟事件”，事件虽已平息，但教训仍历历在目，这些事件无一不说明了：唯有拥有完全自主产权的芯片才能在波诡云谲的国际形势中立稳脚跟，摆脱“卡脖子”难题。早在2014年，习主席就发表了“没有网络安全就没有国家安全”的重要论述，在关系国之命脉的密码安全和智能网络芯片领域，我们更加应该坚定不移地是走国产化、自主化道路。
业内首颗国产化智能网络安全芯片RNP N10的推出，标志着沐创在继续保持国密算法芯片国内领先的优势下，开始发力更加广阔的网络控制器芯片市场。未来沐创将继续研发完全自主可控的拥有世界级水平的产品，为国家安全基础设施全面建设提供核心技术支撑，为国家集成电路产业添砖加瓦。

关于沐创

沐创自成立以来，依托核心团队在可重构计算领域的深厚积累，已经形成了信息安全方向和网络控制方向的两大产品线布局。
2021年底，沐创推出业内首颗融合了安全的智能网络控制器芯片N10，现已实现量产，而本次推出的沐创N10系列智能网卡正是由该款芯片主控。
未来，沐创将沿着既定产品路线，继续稳步向前，推出更多高性能产品，为中国数字新基建献言献策、添砖加瓦。

关于尤里云科技

尤里云科技（深圳）有限公司摩尔线程授权经销商Unixcloud拥有多年的产品研发和制造经验。尤里云是摩尔线程(MooreThreads)官方授权经销商，针对人工智能发展的算力需求，专注于边缘计算领域，为行业提供满足各种AI需求的边缘计算产品和解决方案。同时尤里云开展了万兆网卡的业务，提供基于Mucse的网络控制器N10的四口和两口万兆光纤网卡。