本文へスキップ

先進的IPコア開発のエキスパート

|

CPU-less QUIC Offload IP core for FPGA Acceleration

Features┃Advantage┃Document Download┃Performance Comparison┃Applications
QUIC-IP

QUIC IP Core は、TLS 1.3セキュリティを備えたQUICプロトコルを、FPGAベースのアプリケーション向けに、完全ハードウェア・ロジックで提供します。本IPコアは、TLS 1.3ハンドシェイク処理、ペイロードデータの暗号化/復号化、QUICレイヤーとUDP/IPレイヤーの管理といった複雑な処理からCPUを完全にオフロードします。

QUICとは？

QUICはTCP/UDPに代わる次世代のトランスポート層プロトコルです。従来のTCPプロトコルのいくつかの欠点を克服し、より高速で信頼性の高い通信を提供します。
  • 優れた輻輳(ふくそう)制御
  • 高速な接続設定
  • 強化されたセキュリティ

なぜQUIC？

今日のデジタル環境では、従来のTCP/IPプロトコルではヘッドオブライン・ブロッキングなどにより、データの遅延や非効率が発生しています。QUICプロトコルはこれらの問題を解決し、中断のないデータ伝送、輻輳(ふくそう)制御の改善、TCP以上のセキュリティを提供します。これにより、ネットワーク効率が大幅に向上し、より迅速で信頼性の高い通信が可能になります。

Features

  • RFC9000に準拠した10Gbps QUICエンジン
  • クライアントおよびサーバー側QUIC動作をサポート
  • TLS1.3暗号スイートに対応：
    • TLS_AES_128_GCM_SHA256
    • 鍵交換：X25519
    • 鍵導出：HKDF（SHA256）
    • 暗号化／復号化：AES128GCM
  • 署名アルゴリズム：
    • rsa_pss_rsae_sha256（2048-bit RSA公開鍵）
    • ecdsa_secp256r1_sha256
  • QUIC標準に準拠した複数ストリームをサポート
  • 0-RTT（ゼロ・ラウンドトリップ）セッション再開をサポート 動画
  • UDP/IPおよびARPプロトコルコントローラを内蔵
  • 推奨動作クロック周波数：最低200 MHz
  • ユーザ・データ・インターフェースに AXI4 非アラインプロトコルを採用
  • ユーザメモリ管理にリングバッファ方式を採用
  • AXI4-Streamプロトコルによる32-bit MACインターフェースをサポート
  • カスタマイズ対応：お問合せください。
    • 対応ストリーム数の拡張
    • ユーザバッファサイズの拡張
    • 証明書サイズの拡張

Block diagram

QUIC IP Block Diagram
* Click to show more detail

Introduction Video


Enhancing Internet Performance & Security with QUIC10GC-IP

Read Blog Article

QUIC Protocol Advantage

QUIC Protocol Advantage QUIC Protocol Advantage

優れた輻輳(ふくそう)制御

ネットワークの混雑に対応し、安定した通信を維持します。またヘッドオブライン・ブロッキングを解消し、データの順序待ちによる遅延を防止します。

高速な接続設定

QUICは、1回のラウンドトリップで接続を確立することができ、初回接続時の遅延を大幅に削減します。再接続の場合、0-RTT再開もサポートしており、さらに迅速に接続を再確立できます。

強化されたセキュリティ

QUICはTLS (Transport Layer Security) 1.3を統合し、通信の暗号化と認証を初期接続から行います。これにより、セキュリティが向上し、中間者攻撃などの脅威に対する耐性も強化されます。

Document download

Technical document update page

Technical Documents

Support Devices Zynq UltraScale+ ZCU106, Kintex Ultrascale+ KCU116 | for other device, please contact us
IP core Datasheet Reference Design Document Demo Instruction Document Free Evaluation demo file
QUIC Client 10G IP
(QUIC10GC-IP)		 Rev1.02 Rev1.03 Rev1.02 ZCU106
KR260
QUIC Server 10G IP
(QUIC10GS-IP)		 Rev1.00 Rev1.00 Rev1.00 KCU116

Performance Comparison

CPU負荷0%のQUIC-IPは、高速でデータ損失が発生しやすいネットワーク環境や、ネットワークが混雑してアウトオブオーダーパケットが発生しやすい環境において、従来のTCP/IPプロトコルやソフトウェア・ベースで動作する一般的なQUIC(MsQuic等)と比べ、最大400倍の圧倒的なスループットを維持します。

Real-time video Edge Computing:
全二重モードでのスループット効率 (%)		 Real-time video Edge Computing:
アウトオブ・オーダー条件におけるスループット (Gbps)
ソフトウェア・ベースの TCPとQUICはどちらも、わずか1～2%のパケット・ロスでもパフォーマンスが著しく低下しますが、QUIC IPは10%のパケット・ロスでも80%のスループットを維持します。
さらに詳しく：ブログ記事を読む		 パケットが順序通りに到着しないアウトオブ・オーダー条件において、ソフトウェア・ベースの QUICはCPU負荷が高まるため大幅なパフォーマンス低下が起こりますが、QUIC IP はネットワーク状況に関係なく 8 Gbps を超える速度を維持します。
さらに詳しく：ブログ記事を読む

Free Bit file for evaluation

Free evaluation demo is available on AMD FPGA boards. Download

Performance Demo Video:

クリティカル・アプリケーションに最適なソリューション

5G/6Gネットワークでの自律型ドローン制御
ドローンや自動運転の正確な操作には、高速でリアルタイムのデータ通信が不可欠です。QUICは、ネットワークが不安定な地域でも信頼性の高い通信を確保します。
遠隔医療・リモート手術
遠隔手術のようなケースでは、患者の安全を確保するために低遅延と高信頼性が不可欠です。QUICの低遅延と堅牢な性能は、重要な医療データをシームレスに伝送するための優れた選択肢となります。
Real-time video Edge Computing: リアルタイム・ビデオ・エッジ・コンピューティング
リアルタイムのビデオ映像をネットワーク経由でサーバーに送信する、エッジ・デバイス内にQUIC-IPを使用することにより、ミッション・クリティカルなデータ転送を安全に行うことが可能になります。
価格およびライセンス条件については お問合せください。


Alliance Partner


株式会社デザイン・ゲートウェイ

本社
東京都小金井市中町3-23-17

R&D
89/26 Amornpan 205 Tower1, 18th floor, Ratchadapisek7 (Nathong) Alley, Ratchadapisek Road, Din Daeng, Bangkok, 10400 THAILAND

AI Lab
Faculty of Engineering, Chulalongkorn University, 12th floor, Engineering 4 Building (Charoenvidsavakham), Phayathai Rd., Wang Mai, Pathumwan, Bangkok, 10330 THAILAND