ヘッダラーニングキャッシュとキャッシュミスハンドラを利用したネットワークプロセッサ高速化方式の提案と評価

摘要

ネットワークトラフィック処理を高速かつ柔軟に行うデバイスであるネットワークプロセッサ(NP)は，パケットのパイプライン処理，並列処理等の技法を利用し最大10～40Gbps(Giga bit per second)程度のスループットを実現している．本稿では，NPのスループットを更に向上させるために，ネットワークトラフィックの時間的局所性を利用するヘッダラーニングキャッシュ(HLC)とキャッシュミスハンドラ(CMH)と呼ぶハードウェアを搭載し，命令処理量を削減する方式を提案する．実トラフィックを利用した仮想100Gbpsの機能レベルシミュレーションにより，特にアクセス網におけるバックボーンルータで88％以上のHLCヒット率，すなわち約5倍のスループット向上を確認した．20Gbpsのスループットを持つプロセッサ部と組合せ100Gbps程度のスループットを期待できる．