在過去40年里，隨著制造工藝的進步，各種專用存儲設備不斷推向市場，滿足著不同系統(tǒng)的存儲需求。眾多的選擇，意味著系統(tǒng)架構師和設計者可以同時考慮多種方案，根據(jù)應用選擇合適的存儲子系統(tǒng)。尤其是在網(wǎng)絡應用方面，架構師面臨著不斷增加的網(wǎng)絡流量所帶來的挑戰(zhàn)。
　　據(jù)估計，2015年到2020年期間，網(wǎng)絡流量的年均復合增長率（CAGR）將達到22%，這一增長主要來自于無線設備的爆炸式增長以及不斷增加的視頻用量。由于數(shù)據(jù)包處理的隨機性，網(wǎng)絡傳輸?shù)年P鍵—路由器和交換機的性能將和所使用的存儲子系統(tǒng)的隨機存取性能（以隨機存取速率（RTR）衡量）直接相關。本文將會介紹四倍數(shù)據(jù)傳輸率（QDR—IV）靜態(tài)隨機存儲器如何用于解決網(wǎng)絡設計中的性能瓶頸，還介紹了在使用200~400Gbps速率下以太網(wǎng)線卡的統(tǒng)計計數(shù)器和轉發(fā)表進行查找時，如何充分發(fā)揮QDR-IV SRAM的性能優(yōu)勢來優(yōu)化設計。
　　交換機線卡中的存儲子系統(tǒng)
　　圖1為一個典型400Gbps數(shù)據(jù)層線卡的功能模塊、芯片組和存儲子系統(tǒng)。
　　
　　圖1：交換機/路由器的數(shù)據(jù)層線卡
　　媒介接入控制器（MAC）：在共享媒介網(wǎng)絡（如以太網(wǎng)）中，媒介接入控制器具有提供尋址和控制信道訪問的作用，從而可以使網(wǎng)絡節(jié)點之間進行聯(lián)系。MAC連接著 過載緩沖器（OS buffer），使系統(tǒng)設計者能超載與線卡帶寬有關的前端（如：100G線卡上的120G前端）。過載緩沖可在一段特定的時間內(nèi)儲存“超額”的數(shù)據(jù)。該緩沖器需要有在幾毫秒時間內(nèi)轉存幾個G數(shù)據(jù)的能力，因此，單位比特成本是最主要的決定標準，也是SDRAM（同步動態(tài)隨機存儲器）最為適合的原因。
　　網(wǎng)絡處理器（NPU）具有多種功能，包括解析數(shù)據(jù)以確認協(xié)議、驗證數(shù)據(jù)包的完整性、基于目標地址查找下一跳地址等。此外，網(wǎng)絡處理器收集數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)包的統(tǒng)計信息，用于計費和網(wǎng)絡管理等。以下是連接到NPU的存儲子系統(tǒng)：
　　l分類查找——檢查傳入包的特點，確定是否接收該傳入數(shù)據(jù)包。此查找功能用于源端口、目標端口、源地址、目標地址和所用的協(xié)議。對每個數(shù)據(jù)包均進行查找（基于一個長字符串）。此查找功能的首選存儲器是TCAM（三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器）。通過TCAM可使用二進位和“無關”狀態(tài)進行搜索，這使得它能基于模式匹配來進行更廣泛的搜索。
　　l轉發(fā)查找——FIB（轉發(fā)信息庫）表保存了路由中下一跳可能的目標地址。此查找是一個迭代過程，因此會對存儲器進行多次訪問。每個數(shù)據(jù)包需要2~8次隨機存儲器訪問，轉換為高隨機存取速率。QDR-IV SRAM是高隨機存取速率的理想選擇。
　　統(tǒng)計&流量狀態(tài)——路由器對每個數(shù)據(jù)包和數(shù)據(jù)流（相關數(shù)據(jù)包組成的流）進行統(tǒng)計。此統(tǒng)計通過計數(shù)器的形式實現(xiàn)。每個應用會有很多這類計數(shù)器。計數(shù)器用來保存前綴、流和數(shù)據(jù)包分類。因此，刷新計數(shù)器需要高性能的存儲器才能滿足多重的讀—修改—寫操作。線卡中的統(tǒng)計和流量狀態(tài)可共用一個存儲器?？紤]到對高隨機存取速率的需要，QDR-IV SRAM在這方面也是最佳選擇。