När man sedan skickar en förfrågan till CAM-minnet skickar den som svar adressen till det datavärde man letar efter. Poängen är att HELA minnet genomletas samtidigt, och man kan alltså göra en uppslagning på en enda klockcykel.
Denna egenskap har tillverkarna av nätverksutrustning intresserat sig för. CAM-minnen har använts tidigare för att göra routuppslagningar för IP-paket, men det är nätverksprocessorernas genombrott som inneburit det verkliga lyftet för CAM-minnen.
- När första generationens nätverksprocessorer inte klarade av att leva upp till förväntningarna på prestanda började man leta efter sätt att snabba upp dem, berättar Roy Rubenstein på analysföretaget RHK.
Mer än ettor och nollor
CAM-minnena erbjöd en attraktiv lösning på snabba IP-uppslagningar. Genom att lägga in IP-adresser i CAM-minnet och använda deras adressposition som pekare till ett vanligt RAM-minne kunde man snabba upp uppslagningarna avsevärt.
Övergången till de trevärda TCAM (Ternary Content Adressable Memory) där man i stället för bara 1 eller 0 kan lagra 1, 0 eller "don't care" har öppnat möjligheterna till mer avancerade och effektiva sökningar, och förra året skedde en tydlig övergång från CAM till TCAM i försäljningen.
I dag räknar RHK med att CAM-minnena utgör en dryg tredjedel av halvledarmarknaden för växel och routerutrustning. Störst bland ett dussintal tillverkare är IDT, följt av Cypress (efter att ha köpt Lara Networks).
Olika tillverkares TCAM-minnen har väldigt likartad grundprestanda, 100 miljoner sökningar per sekund är en vanlig siffra, och de flesta leverantörer är på god väg att ta steget från 9 Mbit till 18 Mbit-minnen.. I stället försöker de differentiera sig med kringfunktioner. De flesta tillverkare talar inte längre om TCAM-minnen, utan säljer dem paketerade med kringlogik och kallar dem saker som Network Search Engines, Search Processor eller IP co-processor.
- Om man har samma värde inlagt på flera ställen i ett TCAM-minne levereras normalt den lägsta adressen. Vi har lagt in logik som gör att man kan sätta prioriteten mellan olika adresser, till exempel om man har alternativa vägval för routning. Det är sådana små saker som differentierar oss, förklarar Rich Kapusta på Cypress.
Pris och standardiserat viktigt
TCAM-tillverkarna vill på detta sätt ta över fler och fler funktioner från nätverksprocessorerna, för att på så sätt klättra upp i värdekedjan. Men det är inte säkert att de som bygger nätverksprocessorer vill ha det så.
- Vi har redan de funktioner de vill lägga till. För oss är det viktigare att minnena går ner i pris och att det finns ett standardiserat gränssnitt. En del tillverkare har mer udda konstruktioner med specialfunktioner. Problemet med dem är att det då inte går att få en andraleverantör till produkten, vilket innebär att man som tillverkare löper mycket större risk om man anpassar sig till dem, berättar Thomas Eklund på Xelerated.
Xelerateds nätverksprocessorer använder sig av TCAM-minnen för att göra sina uppslagningar, och de stödjer minnen från bland andra IDT och Netlogic. Micronics ser de också som ett intressant företag, eftersom de har planer på storproduktion för att pressa priset.
- I dag ligger ett typiskt TCAM-minne på 200-250 dollar. Jag tror att det kan komma att gå ner till under 100, säger Thomas Eklund.
Energiåtgången har minskat
Effektförbrukningen har länge varit CAM-minnenas akilleshäl. Ska man lysa upp alla adresser samtidigt så kostar det.
De flesta leverantörer har nu olika former av strömsparfunktioner, till exempel ser man till att adresser som inte är i bruk inte lyses upp, och den typiska energiåtgången har gått ner från tiotals watt till 3-5 watt. Vilket i och för sig fortfarande är mycket i dessa sammanhang. Och värre kan det bli.
- Vi tror att marknaden för TCAM-minnen kommer att fortsätta att växa under 2003-2004, men IP version 6 kommer att få allvarliga konsekvenser för tillverkarna, det förändrar allt, säger Roy Rubenstein på RHK.
IP version 6 innebär fyra gånger längre adresser, vilket, åtminstonei teorin, blir fyra gånger fler bitar att lysa upp och fyra gånger effektförbrukningen. Thomas Eklund ser inte detta som något stort problem, det kan Xelerated hantera på ett snyggt sätt i sin nätverksprocessor. Andra är inte lika optimistiska, och på Cypress planerar de redan för nästa generations teknik.
Den överger TCAM-tekniken helt, och baserar sig i stället på SRAM. För att komma upp i de avsedda uppslagshastigheterna använder de sig i stället av algoritmer som snabbar upp sökningen, inte alls olika den Effnet lanserade för ett par år sedan för den som minns.
Startup-företagen Solidum och Raqia har liknande konstruktioner som sin affärsidé. Analysföretaget RHK kallar deras produkt för klassificerare. År 2001 gick de från 0 till 2 miljoner i försäljningsstatistiken.
- Klassificerarna kommer säkert att hitta sin nisch, men TCAM-minnena har fördelen att de är 100 procent deterministiska. Det är ingen annan teknik. Därför kommer TCAM fortsätta att vara en intressant teknik, tror Thomas Eklund.
Elias Nordling
