博通(Broadcom)以IEEE P802.3az節能乙太網路(Energy Efficient Ethernet, EEE)草案標準作為其廣泛架構的一環，以便在其整個有線乙太網路方案中能以最佳成本的低功耗技術來達到高效能的需求。該公司的節能網路技術架構是以加入控制策略和易於和標準融合的軟硬體子系統，來達到標準草案的需求。博通節能網路技術能夠協助客戶建立完整的節能系統，節省能源，縮短上市時間。
傳統網路在成本與效能方面均已達到最佳化，而博通的新世代網路解決方案是在耗電方面進行最佳化，使其能更有效地運用網路資源(圖1)。
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| 圖1 傳統網路與新世代網路的成本、效能、耗電模式 |
IEEE 802.3az呼之欲出
IEEE P802.3az也稱為節能乙太網路，目前正處於研發階段，目的是讓所挑選的一組實體(PHY)層上的乙太網路節省能源。為此專案所挑選的PHY包括普及的100BASE-TX與1000BASE-T PHY，以及新興的10GBASE-T技術與背板介面，例如10GBASE-KR。目前為這些PHY所規畫的省電方法是一種叫做低功耗閒置模式(LPI)的技術。
100Mbit/s以上介面的固有乙太網路標準規格具備閒置狀態(Active Idle State)，若要維持在開機狀態，不受資料傳輸的限制，則須使用大量的電路。因此，無論連結上有沒有資料，耗電量都很大。LPI技術可在連結利用率低(高閒置時間)的階段時提供較低的能源耗用，而低的連結利用率情形在許多乙太網路上是很常見的。另外，LPI技術也可以快速轉換回作用狀態，提供高效能資料傳輸。預期IEEE P802.3az可望在2010年9月獲得批准。
EEE可廣泛應用
有線連結上乙太網路已成為一個很普遍的技術選擇。中小企業、服務供應商、家庭網路、專業影音(AV)網路確實正在逐漸採用乙太網路，而資料中心與儲存設備也普遍採用乙太網路。因此，網路的所有區域均可從EEE節能中獲益。
透過網路閒置達到高度省電
長期而言，典型的乙太網路流量的特性就是平均連結利用率低，偶爾會因網路活動而造成流量突然暴增。反觀，EEE在連結上高比率的閒置時間具有低能源耗用特點，因此非常適用(圖2)。
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| 圖2 典型流量表範例 |
乙太網路流量會因為應用與市場區隔而有所不同。而使用EEE搭配下述的博通控制策略技術，終端客戶即可利用網路閒置時間，達到高度省電。
端對端節能架構異軍突起
博通實體層產品採用尖端的節能技術，控制器與交換器產品比僅使用EEE的LPI更節省，而且擴及實體層之外。以下兩個額外的元件在建立EEE系統與網路時是不可或缺的，雖然超出標準範圍，但是對EEE裝置很重要。
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控制實體層何時進入及離開在低功耗狀態下，何時是在標準範圍外。控制策略決策引擎與PHY控制項之間的整合程度，將可左右所達到的整體效率。此外，控制策略也可達到大幅節省的效果，同時大幅降低對網路效能造成的影響。 |
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裝置中加強的節能功用能夠擴及到傳輸連線夥伴或接收連線夥伴的實體層之外(圖3)。 |
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| 圖3 博通節能網路技術能夠更有效達到節能 |
圖3顯示網路內連接至節點(如交換器)的邊際裝置(如伺服器或用戶端)。這類裝置的連結是透過EEE乙太網路連線。該圖以類似OSI的方式將每個連結部分分成重要的子系統，也就是以底部PHY作為開始，然後往上堆疊。該圖也說明了透過易於支援各種節能網路技術增強功能，可額外省下不少電力。這些原則也適用於交換器對交換器的連線。
控制策略涵蓋多層，因為該裝置的管理系統必須根據一些輸入才能繼續接下來的動作，以決定進入或離開節能狀態。控制策略必須針對特定應用進行客製化，才能達到最佳的節能狀態，以博通的軟體即可做到。此外，可對軟體堆疊進行程式設計，選擇不同程度的效能與節能選項。
引進AutoGrEEEn技術
為促使市場快速採納並讓客戶立即移轉到EEE連接埠，AutoGrEEEn技術可作為EEE PHY內容的一部分。在PHY裝置內部建置控制策略輔助引擎與電路後，AutoGrEEEn技術可讓具備非EEE 媒體存取控制(MAC)的裝置順暢移轉至EEE。
要具備EEE能力，必須在MAC/PHY介面上透過頻帶內的指示訊號(In-band Signaling)對PHY進行控制。欲達到此目的，則須替換PHY與MAC晶片。有數種系統會把MAC與PHY當作兩種不同的晶片使用，MAC往往會內嵌於交換器或控制器類型的裝置。這類內嵌MAC的裝置具備相關聯的驅動程式與軟體，且往往屬於多埠裝置。因此，移轉至EEE可能會遇到須另開發替換內嵌MAC裝置的困難。若採用AutoGrEEEn技術，就毋須更換MAC晶片上的MAC/PHY介面，而且使用AutoGrEEEn PHY所附的固有非EEE MAC晶片，可立即快速移轉。
(本文作者為博通技術長辦公室技術總監)