Parallel Processing in Network Processor Architectures (Parallelverarbeitung in Netzwerkprozessorarchitekturen)

Parallel processing is well established in high-performance computing. Currently, network processors as new emerging, special-purpose processors are targeted at the exploitation of parallelism to meet the requirements in data-plane processing with wire-speed. The achievable level of parallelism is determined by decisions in the architecture design and by the characteristics of the data-plane applications executed. We discuss two basic approaches in parallel processing, namely pipelining and concurrency, which establish basic models for parallel network processor organization. The features and constraints of these models are studied. Using this background some existing network processor architectures are reviewed and characterized regarding their potential in parallel data-plane processing.

Im Bereich des Hochleistungsrechnens hat sich Parallelverarbeitung etabliert. Gegenwärtig wird diese Technik von Netzwerkprozessoren als neu aufkommende Spezialprozessoren ausgenutzt, um die Anforderungen in Übertragungsgeschwindigkeit von Netzwerken zu erfüllen. Der erreichbare Grad an Parallelität wird durch die Systemarchitektur und die auszuführenden Applikationen bestimmt. Hier werden zwei grundlegende Ansätze des Parallelrechnens, Pipelining und Nebenläufigkeit, die gleichzeitig die Basismodelle für die Organisation paralleler Netzwerkprozessorarchitekturen bilden, in Hinblick auf Leistungsmerkmale und Randbedingungen diskutiert. Vor diesem Hintergrund werden existierende Netzwerkprozessorarchitekturen betrachtet und in Hinblick auf ihr Potential zur parallelen Paketverarbeitung charakterisiert.