～いま改めて「FortiGateとは何か」を語る～
【第5回】SPU（Security Processing Unit）

SPU（Security Processing Unit）とは

FortiGateのハードウェア技術を語る上で欠かせないのが「SPU」の存在です。SPUは機器に内蔵されているチップの一種で、ネットワークやセキュリティに関する様々な処理をCPUに代わって行う装置です。
これにより、CPUが本来の役割であるシステム運用のための処理にリソースを割けるようになり、全体のパフォーマンスが向上します。 フォーティネット社はSPUを独自開発しています。業界トップレベルの高パフォーマンスを提供するFortiGateの根幹を支えている技術がSPUです。2023年2月6日には最新版SPUの「SP5」が発表されました。

Fortinetのニュースリリースで「SP5」発表（2023年2月6日）

フォーティネット、ネットワーキングとセキュリティのコンバージェンスをあらゆるネットワークエッジで加速させる最新のASICを発表。

かつてフォーティネット社では、SPUのことを「ASIC（エーシック）」と呼んでいました。ASIC（Application Specific Integrated Circuit）とは、ある特定の機器や用途のために設計・製造される集積回路（IC）のことを指します。ドキュメントによっては現在もASICの名前で記述されている場合がありますが、基本的にSPUのことを指すと考えていただいて結構です。

SPUの種類

FortiGateのSPUには、NP/CP/SPの3種類あります。

種類		説明
ネットワークプロセッサ（NP）		一般的なネットワーク関連プロセスを高速化します。
		NP7	NPの最新版です。
		NP7Lite	SP5に内蔵される制限付きモデルです。
		NP6	1世代前のNPです。
		NP6XLite	SOC4に内蔵される制限付きモデルです。
		NP6Lite	SOC3に内蔵される制限付きモデルです。
コンテンツプロセッサ（CP）		一般的なセキュリティ関連プロセスを高速化します。
		CP10	CPの最新版です。
		CP9	1世代前のCPです。
		CP9XLite	SOC4に内蔵される制限付きモデルです。
		CP9Lite	SOC3に内蔵される制限付きモデルです。
		CP8	2世代前のCPです。
セキュリティプロセシングユニット（SP）		NPとCP、およびCPUを一体化したものです。
		SP5	NP7LiteとCP10が内蔵されます。
		SOC4	NP6XLiteとCP9XLiteが内蔵されます。
		SOC3	NP6LiteとCP9Liteが内蔵されます。

NPやCPは主にミドルレンジ以上で採用され、SPは主にエントリーレベルで採用される傾向があります（一部ミドルレンジでもSPが採用されることがあります）。NPやCPの末尾に「XLite」「Lite」が付いているものは、処理容量やスループット等のパフォーマンスが抑えられた制限付きモデルで、SPの内部に含まれます。

ハードウェアオフロードとnTurbo

FortiGateは内部に搭載されたSPUによってCPUにかかる負荷を軽減し、全体の処理を高速化しています。ネットワークやセキュリティの処理がSPU（NP/CP/SP）に渡ることをFortiGateでは「オフロード（offload）」または「オフローディング（offloading）」と呼びます。かつては「ASIC処理」などとも呼ばれていました。
基本的にセキュリティ（UTM）に関連する処理を必要とするトラフィックはCPへ送られ、必要としないトラフィックはNPへ送られますが、「nTurbo（エヌターボ）」がFortiGateに搭載されている場合、フローベースのUTMセッションに限り、NPにオフロードできます（実際の処理はNPではなくnTurbo側で行われます）。nTurboはフローベースのセキュリテイ検査をオフロードするためのSPUで、NP6またはSOC3以上であれば利用できます。

ハードウェアオフロードがサポートされる機能

ここでは代表的な機能を紹介します。さらに詳細を知りたい場合は、Fortinet Document Libraryで「Hardware Acceleration」を参照してください。

NP6XLite/NP6LiteはNP6よりもスループットが低く抑えられたモデルです。
※1. ループバックインターフェースを介したトラフィックはオフロード対象外です。
※2. ハイパースケールライセンスを適用することで、さらに機能強化されます。

ハイパースケールライセンス適用時

ハイパースケールライセンスは、データセンター等の大規模システム向けのオプションライセンスです。NPの性能を最大限に引き出します。
ハイパースケールライセンスのサポート対象は、NP7搭載モデルの中のさらにハイエンドモデルに限定されています。詳しくはFortinet Document Libraryで「Hyperscale Firewall Release Notes」を参照してください。

著者

浦 弘平

ネットワークセキュリティ事業本部 カスタマーサポート部

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