בלעדי: אינטל תפתח בישראל כרטיסי-רשת חכמים

בתמונה למעלה: כרטיס Stratix 10 DX של אינטל, המיועד לתמוך בהסטת עומסים מה-CPU במרכזי נתונים

חברת אינטל העולמית (Intel) מקימה קבוצת פיתוח חדשה בישראל במסגרת קבוצת מרכזי הנתונים (Data Center Group), אשר תתמקד בפיתוח כרטיסי רשת חכמים (SmartNIC) עבור מרכזי נתונים ותשתיות ענן. כך נודע ל-Techtime. הקבוצה פועלת ממרכזי הפיתוח של אינטל בחיפה ובירושלים ונמצאת עדיין בשלבי הקמה. המוצרים של הקבוצה החדשה צפויים להתחרות בחלק מהמוצרים של Silicom ושל חברת מלאנוקס (Mellanox), שאינטל כנראה ניסתה לרכוש אותה אולם הפסידה בתחרות מול חברת אנבידיה.

כרטיסי רשת (Network Interface Card) הינם כרטיסי PCIe המתחברים אל השרת או מערך האיחסון, ומאפשרים להם להתחבר אל רשת האיתרנט (Ethernet) של מרכז הנתונים. כרטיסי רשת חכמים הינם מתאמים שבנוסף לכך, גם מסיטים חלק מהעומסים מה-CPU של השרת. באמצעות מעבד המצוי בכרטיס, ה-SmartNIC נוטל על עצמו ביצוע פעולות נוספות כמו הצפנה ופיענוח, עיבוד פרוטוקולי TCP/IP ו-HTTP, מתן שירותי firewall וכדומה.

הארכיטקטורות המובילות: ASIC, FPGA ו-SoC

בדרך-כלל חברות מיישמות כיום כרטיסי רשת חכמים באמצעות שלוש ארכיטקטורות שונות: ASIC, FPGA או System-on-a-Chip. כרטיס מבוסס ASIC (שבב ייעודי) מספק את הביצועים הטובים ביותר למחיר והוא קל לתיכנות, אולם הגמישות שלו מוגבלת לפונקציות שהוטמעו בו מראש בשלב התכנון. כרטיס מתאם מבוסס FPGA יכול לתמוך כמעט בכל פונקציה נדרשת, אולם הוא יקר יותר ודורש תיכנות מורכב הלוקח זמן רב יחסית.

כרטיסי רשת חכמים מבוססי SoC כוללים שבב ליבה שבתוכו מוטמעים גם NIC וגם CPU. הם נחשבים לאופציה הטובה ביותר: מחיר טוב ביחס לביצועים, גמישות בביצועים ותכנות קל. מנגד, קשה בהרבה לפתח אותם. עדיין לא ברור באיזה סוג של כרטיסים חכמים יתמקד הצוות הישראלי. אולם לאחרונה פירסמה אינטל הצעת עבודה לארכיטקט ראשי עבור פרוייקט פיתוח כרטיסי SmartNIC שבה מוגדר תפקידו, בין השאר כ"הגדרת, שילוב ויישום מעבד בתוך רכיבי SoC". בנוסף, הוא נדרש להיות בעל מומחיות גבוהה בארכיטקטורת מעבדי אינטל או מעבדי ARM.

מנגד, לאחר שרכשה את חברת אלטרה בדצמבר 2015 תמורת 16.7 מיליארד דולר, אינטל גם מחזיקה בטכנולוגיית FPGA מהמתקדמות ביותר בשוק במסגרת קבוצת Programmable Solutions Group. מכאן, שסביר להניח שהיא לא תזניח את השוק של כרטיסי רשת מבוססי FPGA. דובר אינטל אישר את הידיעה על הקמת קבוצת הפיתוח החדשה בישראל.

בשורה חשובה לסיליקום ומלאנוקס

הקמת הקבוצה באינטל נעשית במקביל להתקדמות במכירת מלאנוקס לאנבידיה (Nvidia). חברת מלאנוקס היא אחת מהחברות המובילות בעולם באספקת כרטיסי SmartNIC לתשתיות ענן ומרכזי נתונים, ומספקת את שלושת האופציות (כרטיסים מבוססי ASIC, מבוססי FPGA ומבוססי SoC). בחודש מרץ 2019 נחתמה עיסקת מכירת מלאנוקס לאנבידיה תמורת 6.9 מיליארד דולר.

במהלך החודשים שקדמו לעיסקה התפרסמו ידיעות רבות (שלא אושרו ולא הוכחשו) שלפיהן גם אינטל השתתפה בתחרות המחירים שהתנהלה מסביב למכירת מלאנוקס. בסוף השבוע קיבלה אנבידיה את אישור האיחוד האירופי לביצוע העיסקה. חברת סיליקום מכפר סבא היא שותפה אסטרטגית של קבוצת הרכיבים המיתכנתים של אינטל, ומפתחת כבר היום כרטיסי רשת חכמים המבוססים על פלטפורמות ה-FPGA של אינטל.

בשורה התחתונה, נראה שישראל הופכת לשדה קרב שבו אינטל, סיליקום ומלאנוקס/אנבידיה יתחרו על שוק מתאמי הרשת החכמים עבור תשתיות ענן ומרכזי הנתונים של הדור הבא.

מלאנוקס הכריזה על שבב הליבה החדש BlueField-2

חברת מלאנוקס (Mellanox) הכריזה על הדור החדש של כרטיסי רשת מהירים (SmartNIC) למרכזי נתונים ותשתיות ענק, המבוססים על שבב הענק החדש מדגם BlueField-2. השבב הראשון במשפחה יצא בינואר 2018. שבב BlueField הוא מערכת על-שבב הנמצאת בלב כרטיסי התקשורת של מלאנוקס עבור מערכי איחסון ומיחשוב גדולים מאוד. הוא מיועד לספק מענה לשלוש מגמות מרכזיות: פלטפורמות איחסון גדולות מאוד המבוססות על מוליכים למחצה, דרישה לקישוריות מהירה במרכזי הענן, הכוללת הצפנה ופיענוח באמצעות מעבד-עזר (המשחרר מהמשימה את המעבד המרכזי), וניהול מערכות בינה מלאכותית המבוססות על כמות גדולה מאוד של מעבדים גרפיים (GPU) מקושרים.

כדי לעמוד במטלות האלה פיתחה מלאנוקס את שבב BlueField. בגרסה החדשה הוא כולל ארבע תת-מערכות מרכזיות: ליבת CPU המבוססת על מעבדי ARM, ממשק איתרנט למהירות של עד 100Gbps ו-InfiniBand המבוסס על שבב בקרת התקשורת החדש ConnectX-6 Dx, תמיכה במעגלי גישה מהירה מרוחקת לזיכרון (Remote Direct Memory Access), לקיצור זמני ההשהייה במרכזי נתונים, וניהול ובקרת איכות במערכי זיכרון מבוססי מוליכים למחצה (NVMe). השבב החדש שולב בכרטיסי תקשורת בתצורת PCIe Gen 4.0 ומספק מהירויות עבודה של עד 200Gb/s.

"ארכיטקטורות ConnectX-6 Dx ו-BlueField-2 מספקות את מנועי ההאצה עבור הדור הבא של מרכזי נתונים בענן", אמרה יעל שנהב, סמנכ"לית Ethernet NIC ו-SoC במלאנוקס. הכרטיסים החדשים זוכים לתמיכה מהתעשייה, ומספר חברות הודיעו שהן מתכננות לבחון אותם. בהן: באידו, יבמ, F5, Lenovo Data Center Group ועוד. וכמובן חברת אנבידיה, שהיא אחת מהלקוחות החשובים עבור כרטיסי התקשורת של מלאנוקס.

להערכת חברת המחקר Dell'Oro Group, השוק דורש כרטיסי תקשורת מהירים וקלים לניהול, ולכן החברה מעריכה ששוק היעד של הכרטיסים החדשים (Total Available Market) יצמח בקצב של כ-40% בשנה, ויגיע להיקף של כ-500 מיליון דולר בשנת 2023.

זיילינקס מתכננת לרכוש את מלאנוקס ב-5.5 מיליארד דולר

Mellanox CEO Eyal Waldman

חברת זיילינקס האמריקאית (Xilinx), המפתחת טכנולוגיות מיחשוב המבוססות על רכיבים מתכנתים (FPGA), מתכננת להגיש הצעה לרכוש את חברת מלאנוקס (Mellanox) הישראלית במחיר של 100 דולר למניה ובסכום כולל של כ-5.5 מיליארד דולר. כך דיווחה אתמול (ד') רשת החדשות CNBC. הרשת מסרה שגורמים הקשורים לעיסקה מסרו לה שחברת זיילינקס שכרה את שירותיו של בנק ההשקעות Barclays כדי שייעץ לה בתהליך הגשת הצעת הרכש ובהשלמת העיסקה.

לפני כשבועיים דיווחה CNBC שמלאנוקס שכרה את שירותיו של בנק השקעות אחר לבחינת מכירתה, לאחר שקיבלה לטענתה לפחות שתי הצעות רכש. הידיעה הריצה את המשקיעים אל מניית מלאנוקס בנסד"ק, והיא זינקה בכ-26%. הידיעה אתמול הקפיצה שוב את מניית מלאנוקס (ב-4.7%) והיא סיימה את יום המסחר במחיר של 92.7 דולר, בהשוואה למחיר של 65.9 דולרים לפני שבועיים. שווי השוק שלה מגיע ל-4.96 מיליארד דולר. לא יהיה קשה לארגן מפגש בין השתיים, שכן בתחילת דצמבר תשתתף מלאנוקס בכנס המשקיעים השנתי של ברקליס שיתקיים בסן פרנסיסקו.

הגבול התיאורטי של איל וולדמן

ראוי לציין שמייסד, יו"ר ונשיא מלאנוקס, איל וולדמן (בתמונה למעלה), אף פעם לא שלל את האפשרות של מכירת החברה. בעבר הוא הסביר במפגש עם בכירים מהתעשייה, שאין טעם למכור חברה כל עוד היא צומחת בקצב של לפחות 30% בשנה. הידיעה הראשונה על אפשרות המכירה התפרסמה ביום שבו מלאנוקס סיפקה מידע מקדמי על תוצאות הרבעון השלישי של 2018: מכירות שיא של 279.2 מיליון דולר, שהן עלייה של 24% בהשוואה לרבעון המקביל אשתקד. היקף המכירות בתשעת החודשים הראשונים של השנה צמח ב-27.5% והסתכם בכ-798.7 מיליון דולר.

מלאנוקס סיפקה תחזית שלפיה המכירות בשנת 2018 צפויות להגיע לכ-1.1 מיליארד דולר – בהשוואה ל-864 מיליון דולר ב-2017. כלומר, היא ירדה מתחת לקו הצמיחה התיאורטי של וולדמן. מניית זיילינקס הגיבה לידיעה בירידה של קרוב ל-2% והחברה נסחרת כעת בנסד"ק לפי שווי שוק של כ-21.3 מיליארד דולר. בסוף אוקטובר דיווחה זיילינקס על מכירות שיא ברבעון הפיננסי האחרון, שהסתכמו בכ-746 מיליון דולר. מדובר בצמיחה שנתית של 19% בהשוואה לרבעון המקביל אשתקד.

מניית מלאנוקס בנסד"ק בחודש האחרון
מניית מלאנוקס בנסד"ק בחודש האחרון

למרות תחומי העיסוק הנפרדים של שתי החברות, שתיהן נמצאות בליבת שינוי טכנולוגי משותף. חברת מלאנוקס מספקת פתרונות קישוריות מהירים למרכזי נתונים, תשתיות ענן ומחשבי-על. למעשה, היא נחשבת לספקית פתרונות אינפיניבנד הגדולה בעולם למחשבי-על. האסטרטגיה שלה מבוססת על מתן פתרונות מלאים המתבססים של שבבי ליבה שהיא מפתחת בכוחות עצמה. זיילינקס מספקת רכיבים מיתכנתים ומערכות על-גבי שבב הכוללות ממשקי תקשורת מהירים, רכיבים מיתכנתים, וריבוי טכנולוגיות עיבוד. השוק של שתי החברות מונע על-ידי אותה מגמה: צמיחה של מרכזי מחשוב המספקים שירותים במהירות גוברת.

מדוע זיילינקס מחפשת את מלאנוקס

בעבר היו שמועות בתעשייה שזיילינקס היא מועמדת לרכישה על-ידי יצרנית שבבים גדולה, במיוחד לאחר שחברת אינטל רכשה את המתחרה העיקרית שלה, אלטרה, בשנת 2015 תמורת 16.7 מיליארד דולר. בשביל אינטל זו היתה עיסקה אסטרטגית שנועדה לייצר לה מקורות צמיחה מעבר לשוק המחשבים והשרתים. רכישה אפשרית של מלאנוקס מספקת לזיילינקס הזדמנות דומה: להרחיב את שוק היעד שלה אל מעבר לשוק ה-FPGA במרכזי העיבוד ובמערכות המשובצות.

בחודש ינואר השנה הודיע הישראלי משה גבריאלוב שהוא פורש מניהול חברת Xilinx העולמית לאחר 10 שנים שבהן שימש כנשיא ומנכ"ל החברה. במקומו מונה לתפקיד מנהל התיפעול של החברה, ויקטור פנג. באוגוסט השנה הכריז פנג על אסטרטגיה חדשה של החברה, הממוקדת במה שהוא כינה כ-Adaptive Compute Acceleration Platform. מדובר בתפישה שהחברה פיתחה במשך ארבע שנים ובהשקעה של כמיליארד דולר.

תיאור סכמטי של שבב Adaptive Compute Acceleration Platform - ACAP
תיאור סכמטי של שבב Adaptive Compute Acceleration Platform – ACAP

הרעיון הוא שמערכות המיחשוב העתידיות יהיו שונות: הן יהיו גמישות, יאפשרו התאמה של הארכיטקטורה והמשאבים לצרכים המשתנים, ויהיו תלויות בערוצי תקשורת מהירים מאוד בתוך שבבי העיבוד ובין שבבי העיבוד השונים בתשתית המיחשוב הכוללת. קל לראות שטכנולוגיות הקישוריות המהירה של מלאנוקס יכולות להשתלב באסטרטגיה הזאת.

המסתורין של סעיף 24b-2

שתי החברות עדיין לא הגיבו לידיעה. כדי להגביר את התעלומה מסביב לעיסקת רכישה אפשרית של מלאנוקס, כדאי להוסיף שביום שבו פורסמה הידיעה הראשונה, שזה גם היום שבו מלאנוקס וזיילינקס פירסמו את התוצאות הרבעוניות שלהן, הודיעה זיילינקס שהיא קיבלה אישור מיוחד מרשות ניירות הערך (SEC) לא לכלול בדו"ח שלה מידע חשוב (בהתאם לתקנה 24b-2) שיישאר חסוי עד לשנת 2028. מדובר בהליך מאוד יוצא דופן. האם המידע הזה קשור למלאנוקס? לא ברור, אבל מסקרן.

שמועות על מכירתה האפשרית של מלאנוקס. האם ספינת הדגל מפליגה?

בסוף השבוע הופתעו המשקיעים בבורסת נסד"ק כאשר הם גילו שבימים ד' ו-ה' ,זניקה מניית מלאנוקס (Mellanox) בשתי פסיעות בשיעור כולל של כ-26%: ממחיר של 65.91 דולר למחיר של 83.32 דולר בסוף השבוע. החברה סיימה את המסחר בנסד"ק בהערכת שווי חסרת תקדים של כ-4.4 מיליארד דולר.

מאחורי התופעה עומדת כנראה ידיעה שפורסמה יום קודם ברשת החדשות CNBC, אשר טענה כי החברה שכרה את שירותיו של בנק השקעות לבחינת מכירתה, לאחר שלטענת הרשת היא קיבלה לאחרונה לפחות שתי הצעות רכש. הרשת לא מסרה מה פרטים נוספים, אולם טענה שמקור הידיעה הוא בגורמים המקורבים לחברה. אומנם הדבר לא מבטיח עסקת מכירה, אולם עצם הידיעה הספיקה כדי להריץ את המשקיעים אל המניה.

מניית מלאנוקס בנסד"ק בשבוע האחרון
מניית מלאנוקס בנסד"ק בשבוע האחרון

הידיעה התפרסמה ביום שבו מלאנוקס סיפקה מידע מקדמי על תוצאות הרבעון השלישי של 2018, שאופיין במכירות שיא של 279.2 מיליון דולר, עלייה של 24% בהשוואה לרבעון המקביל אשתקד. היקף המכירות בתשעת החודשים הראשונים של השנה צמח ב-27.5% והסתכם בכ-798.7 מיליון דולר. מלאנוקס סיפקה תחזית מכירות של 280-290 מיליון דולר ברבעון האחרון של השנה. כלומר המכירות השנתיות צפויות להגיע להיקף של כ-1.1 מיליארד דולר בשנת 2018 – בהשוואה ל-864 מיליון דולר בשנת 2017.

יותר מ-2 מיליון מתאמים מהירים בתשעה חודשים

בסוף השבוע החברה גם דיווחה שבתשתעת החודשים הראשונים של 2018 היא מסרה ללקוחות יותר מ-2.1 מיליון מתאמי איתרנט. להערכת החברה הדבר מבטא הרחבת האימוץ של מתאמי איתרנט מהירים (25G ומעלה) גם בשוק הארגוני, מעבר לשבעת חברות הענן הגדולות (Super 7). החברה ציטטה מחקר של חברת Crehan Research, שלפיו היא מחזיקה בכ-69% מהשוק העולמי של מתאמי 25Gbps-100Gbps. המעמד של מלאנוקס בתחום מבוסס על שבבי הליבה ConnectX ו-BlueField, הכוללים מעבדי פנימיים המשחררים את ה-CPU מהצורך לנהל את התקשורת.

"אנחנו נמצאים בתחילתו של מהלך רב-שנתי שבמסגרתו התעשייה עוברת לשימוש ברשתות איתרנט מהירות", אמר נשיא ומנכ"ל מלאנוקס, איל וולדמן. "מלאנוקס היא תקן תעשייתי דה-פקטו בתחום המתאמים המהירים. המתאמים שלנו כוללים מנועי האצה לאיחסון, וירטואליזציה ואבטחה המשפרים את התיפקוד הכולל של הענן. יש לנו מספר נצחונות תכנון של פתרונות BlueField בקרב יצרני ציוד, אשר ידחפו צמיחה נוספת במכירות".

מלאנוקס מובילה את פרוייקט plaCMOS האירופי

עולם התקשורת האלקטרו-אופטית עומד בפני מהפיכה טכנולוגית שעשויה לשנות את פני תשתיות התקשורת, באמצעות פיתוח ממשקים חשמליים המנהלים ישירות אותות אופטיים. כדי להוביל את המהפיכה, יזם האיחוד האירופי את פרוייקט plaCMOS אשר קיבל מימון בהיקף של כ-4 מיליון אירו עד לשנת 2020.

מטרת הפרוייקט היא לפתח מתג אופטי בשבב המיוצר בתהליך ייצור סטנדרטי של מוליכים למחצה, אשר מסוגל לאפנן אותות בקצב של 200Gbps. מכיוון שרוב ערוצי האיתרנט האופטיים הם בכפולות של ארבע ושל שמונה, פירוש הדבר שהשבב העתידי ישמש לבניית מקמ"ש אופטי המגיע למהירויות העברת נתונים של 800Gbps ו-1600Gbps.

האופטיקה מתעלמת מחוק מור

האיחוד האירופי בחר בחברת מלאנוקס (Mellanox) להוביל את הפרוייקט. מבחינת האיחוד, מלאנוקס היא שותפה מוצלחת אשר קיבלה עד היום את ההובלה של כ-10 פרוייקטי מחקר של האיחוד. בראש הפרוייקט עומד ד"ר אלעד מנטוביץ', ראש ענף פיתוח טכנולוגיות סיליקון חדשות בחברת מלאנוקס. בשיחה עם Techtime, הסביר מנטוביץ' שעד היום התעשייה לא הצליחה לקשר ישירות בין מעגלים אופטיים לבין מעגלים חשמליים.

מנטוביץ': "קשה מאוד לחבר בין אופטיקה מהירה מאוד לבין אלקטרוניקה מהירה מאוד. בנוסף, האלקטרוניקה חיה את חוק מור ואילו הפוטוניקה עדיין כלואה במגבלות אורך הגל של הפוטון". פירוש הדבר, שמצד אחד ניתן לייצר טרנזיסטורים בגודל של ננומטרים בודדים, אולם הרכיבים האופטיים הקטנים ביותר הם בגודל של מספר מיקרונים והפער ביניהם הוא של 3 סדרי גודל (פי 1,000).

האלקטרון משפיע ישירות על הפוטון

הפתרון שמסתמן כעת באופק הוא שימוש באפקט הפלסמוניקה (Plasmonics) שיאפשר לייצר שבב מונוליטי בתהליך ייצור סטנדרטי, הכולל מעגלים אופטיים ומעגלים אלקטרוניים המתקשרים ישירות אחד עם השני. חומר פלסמוני הוא חומר דוגמת כסף, זהב או חומרים פיאזו אלקטריים, שכאשר הם מיוצרים בשכבה דקה מאוד, האלקטרון מתנהג כמו גל אלקטרומגנטי המתפזר על פני החומר. כאשר מעבירים פוטון בחומר, התנהגותו מושפעת מהשדה האלקטרומגנטי המיוצר על ידי הפוטון.

"מכאן שבאמצעות שדה חשמלי אנחנו יכולים לשלוט על התנהגות הפוטון ולאפנן את האותות האופטיים בקצב גבוה מאוד. השדה החשמלי מיוצר על-ידי מעגל אלקטרוני הנישלט על ידי מעגל דיגיטלי המיוצר בטכנולוגיית BiCMOS, ועל-ידי כך נוצר שבב יחיד המאפשר שליטה דיגיטלית על אותות אופטיים".

שיתוף פעולה בין המובילים העולמיים בתחום הפלסמוניקה

בקבוצת plaCMOS משתתפות קבוצות מובילות באירופה בתחום הפלסמוניקה: מכון ETHz מציריך יפתח את המודולטור הפלסמוני, חברת IBM בציריך חוקרת את הייצור והתכונות האלקטרו-אופטיות החדשניות בשימוש חומרים פרואלקטריים תואמי CMOS. אוניברסיטת סארלנד מגרמניה וחברת MICRAM מפתחות משדר/מולטיפלקסר ומקלט /דה-מולטיפלקסר. מכון המחקר הגרמני IHP יהיה אחראית על ייצור שבב ההדגמה ואוניברסיטת אריסטו מסלוניקי חוקרת מבנים אופטיים מרובי שכבות.

מתג המדגים הסופי ייוצר בחברת מלאנוקס במתקן הייצור שלה ביקנעם, ובתוך כשנתיים צפויים לצאת מדגימי הטכנולוגיה הראשונים, כאשר חברת מלאנוקס מתכננת להיות הראשונה בעולם שתספק מתגים פלסמוניים מהירים למרכזי נתונים. להערכת אלעד מנטוביץ', הדבר יעניק למלאנוקס יתרון משמעותי מאוד בשוק, מכיוון שאירופה מובילה את המחקר בתחום הפלסמוניקה, ורוב הגופים המחקריים החשובים בתחום, משתתפים בקונסורציום שהיא מובילה.

למידע נוסף על המדגים הטכנולוגי: PlaCMOS