Mellanox为何让多家巨头公司“趋之若鹜”

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本周三（30日），有江湖传言称英特尔出价60亿美元左右竞购Mellanox公司。这已经不是Mellanox第一次传出将被收购的新闻了。在三个月之内，这家总部位于以色列的公司先后传言被Xilinx、微软和英特尔竞购，一时风头无二。

老石谈芯的读者们应该都知道，老石对这些江湖传言向来都只是抱着吃瓜的态度，比如之前写的这篇八卦文章。很巧的是，本次事件的三家竞购公司都是老石文章里的常客，这就引起了我极大的兴趣。

如果我们寻找一下英特尔、Xilinx和微软的共同点，很快就可以得到两个关键词：一个是“数据中心”，另外一个是“FPGA”。在本文中，老石就将结合这两个关键词，从技术角度分析一下为何Mellanox让这些巨头公司“趋之若鹜”。

Mellanox是谁

老石的文字功底不好，找不到更好的成语代替“趋之若鹜”，因此只能加上引号。虽然这个词本身带有贬义，但老石觉得Mellanox是真的优质资产。

Mellanox是一家著名的网络设备供应商，旗下产品包括网络控制芯片、网卡、线缆、交换机、软件等等，主要应用在数据中心里的各类网络连接，可以说几乎涵盖了数据中心网络产品的各大门类，见下图。

Mellanox的2018年财报非常亮眼，全年营收10.8亿美元，同比增长26%，毛利69.2%，运营利润24.8%。在老石这个外行看来，利润和增速都不错。

关键词一：数据中心

上面已经提到了第一个关键词“数据中心”。Mellanox的主阵地就是数据中心领域，并已经成为目前各大数据中心的主流网络解决方案之一。例如，在全球前十的大型公司中，有九家公司的数据中心就采用了Mellanox的方案，见下图。

Mellanox最早的主要产品，都是基于名为InfiniBand的技术，它是一种高速网络通信标准，拥有高吞吐量和低延时的特点。关于InfiniBand的内容并不是本文重点，在本文不再展开。

但值得注意的是，在过去的几年，Mellanox的产品线开始发生了显著变化，从以InfiniBand为主的产品，逐渐变化成基于以太网技术的产品。这使得公司营收也发生了很大改变，如下图所示，以太网产品的营收从2014年的不到18%，增长到2018年的接近60%，四年内增长7.5倍。

以太网产品营收的增加，很大程度上归功于近年来数据中心领域的飞速发展。老石在之前的多篇文章中都说过，数据中心是各家芯片巨头的必争之地。包括英特尔和Xilinx在内的很多公司，都在不断寻求战略转型，并且都将数据中心业务作为最重要的战略机遇。

在这样的背景之下，收购Mellanox便成为占领数据中心市场的一条捷径。在下表中，总结了Mellanox的数据中心产品系列与其他公司的对比，来源自Mellanox和Crehan Research 2018年的资料。

可以看到，相比其他供应商，Mellanox基本覆盖了全部数据中心网络产品。对于英特尔，自不必说收购Mellanox的好处。对于Xilinx更是能真正的“弯道超车”，开局三级甲三级包，一步拥有数据中心各类产品。对于微软，也能极大助力它目前正在不断发力的数据中心硬件产品研发。

关键词二：FPGA

在Mellanox的各类产品中，最吸引老石的当属它的智能网卡产品。在上面的表格中，老石特意加上了一项，即英特尔的智能网卡。这是因为老石在之前的文章中，介绍了英特尔最新的基于FPGA的智能网卡产品，有兴趣的读者可以看看。

Mellanox的智能网卡产品主要可以分成两类，一类是基于它自家名为BlueField SoC的产品，另一类则是包含FPGA的智能网卡，名为Innova-2 Flex，这也是老石更关心的。

通常来讲，智能网卡的“智能”之处，就是将很多原本运行在CPU内核上的应用，卸载到网卡上通过硬件加速器实现。特别是对于诸如虚拟交换、虚拟路由等与数据中心基础架构相关，而与数据中心用户无关的应用来说，如果用CPU实现这些功能非常不实惠，因为这样相当于变相减少了本来可以卖给用户的CPU内核资源。

相反的，如果将这些应用卸载到智能网卡上实现，就可以显著减少CPU内核的使用，同时降低网卡与CPU的通信量，节省PCIe带宽。

在Mellanox的这款智能网卡上，包括两个主要芯片，一个是Mellanox的ConnectX-5以太网控制器，另一个是Xilinx的Kintex UntraScale FPGA。这个板卡的结构框图如下所示。

可以看到，两个25G以太网端口都与ConnectX-5相连，然后再通过PCIe Switch连接Host和FPGA。ConnectX-5本身就可以实现不少硬件加速功能，比如常见的虚拟交换和虚拟路由卸载、SRIOV、QoS与流量控制等等。FPGA在这个卡上更像是一个“辅助”的加速单元，主要的设计目的是用来满足各种需要定制化的需求。

关于这个智能网卡上的FPGA，老石还看到以下两个特点。

第一，FPGA并没有直接连接以太网的接口。这也是为什么老石认为这里的FPGA更像是起到辅助功能的原因。这种结构与微软在Azure云数据中心里部署的智能网卡有显著区别。

在微软的基于英特尔FPGA的智能网卡中，FPGA是作为数据中心网络的唯一连接方式，并同时连接了网卡芯片及CPU，如下图所示。

这种方式的主要好处是可以将FPGA作为池化的加速单元，便于统一管理和分配。当某个服务器的FPGA不在使用时，可以被用来加速其他服务器的应用，而不会影响本身CPU的服务运行。

这也间接说明了微软对Mellanox的兴趣，如果一旦进行了收购，除了获得大量相关IP，还能极大的扩展智能网卡架构的灵活性。这对于英特尔和Xilinx都是一样的。

第二，Mellanox这款智能网卡上FPGA与CPU的通信方式，既可以是传统的PCIe，也可以基于OpenCAPI标准。

OpenCAPI是IBM等公司牵头提出的一种新的CPU接口通信协议，其主要目的是为了应对英特尔提出的PCIe标准，目前主要用于IBM的Power架构。

OpenCAPI的主要技术细节不是本文的讨论重点，但在OpenCAPI的主要成员中（下图），我们可以看到Mellanox和Xilinx的存在。结合二者在智能网卡的紧密合作，就不难顺流而下的想到收购的可能性。

结语

作为三个月内三次传出收购传言的公司，Mellanox无疑在目前吸引了很多业内人士的目光。老石认为，无论是谁最终获得Mellanox，都将在数据中心的日渐白热化的竞争中增加一块至关重要的筹码。

（注：本文仅代表作者个人观点，与任职单位无关。）

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