حلول شبكة الحوسبة عالية الأداء: إنفيني باند تمكن من أداء الحوسبة الفائقة

تم دفع حدود العلوم والهندسة والذكاء الاصطناعي إلى الأمام بواسطة الحوسبة عالية الأداء (HPC).من محاكاة نماذج المناخ واكتشاف أدوية جديدة إلى تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي، تتزايد تعقيد وحجم هذه الأحمال بشكل كبير.شبكات الحواسيب الفائقةالبنية التحتية، التي يجب أن تنقل بفعالية مجموعات بيانات ضخمة بين الآلاف من عقد الحوسبة دون أن تصبح عنق الزجاجة.إنه الجهاز العصبي المركزي للحاسوب الخارق الحديث.

غالبًا ما تفشل معماريات الشبكات التقليدية في مواكبة متطلبات الحوسبة على نطاق واسع والذكاء الاصطناعي. يواجه مهندسو HPC والباحثون العديد من التحديات المستمرة:

• حساسية التأخير:تطبيقات موازية مقترنة بشكل وثيق ، والتي تستخدم واجهة تمرير الرسائل (MPI) ، حساسة للغاية لفترة تأخير. يمكن أن يبطئ تأخير ميكرو ثانية بشكل كبير من الوقت الكلي لحل.
• الناتج غير المتوقع:يمكن أن يسبب ازدحام الشبكة أداءً غير منتظم، مما يؤدي إلى عقدات الحوسبة الجالسة بلا عمل أثناء انتظار البيانات، مما يضيع موارد الحوسبة القيمة ويزيد من أوقات الانتهاء من المهمة.
• العمليات الجماعية غير الفعالةالعمليات مثل التخفيضات والحواجز التي تنطوي على عقدات متعددة يمكن أن تستهلك كمية كبيرة من موارد وحدة المعالجة المركزية المضيفة ، وتحويل الدورات بعيدا عن مهام الحساب الأساسية.
• حدود التوسع:تكافح العديد من الشبكات للحفاظ على الأداء والبطء المستمر حيث تتراوح أحجام المجموعات إلى عشرات الآلاف من العقد ، مما يعيق المسار إلى الحد الأقصى والخارج.

NVIDIA'sميلانوكس InfiniBandيوفر منصة شبكات متكاملة مصممة خصيصا للتغلب على هذه المشاكلHPCإنها أكثر من مجرد NIC، إنها نسيج شامل يسرع حركة البيانات والحوسبة.

• الحوسبة في الشبكة (NVIDIA SHARPTM):هذه ميزة ثورية تميز InfiniBand. بروتوكول التجميع والتقليص الهرمي القابل للتوسع (SHARP) يقلل من عمليات الجماعية (على سبيل المثال ، MPI Allreduce ،حاجز) من وحدة المعالجة المركزية إلى شبكة التبديلهذا يقلل بشكل كبير من فترة التأخير ويحرر موارد وحدة المعالجة المركزية المضيفة لحساب التطبيق.
• الوصول المباشر إلى الذاكرة عن بعد (RDMA): ميلانوكس InfiniBandلديها دعم RDMA الأصلي، مما يتيح نقل البيانات مباشرة من ذاكرة عقدة إلى أخرى دون إشراك وحدة المعالجة المركزية.هذه التقنية "تجاوز النواة" أساسية لتحقيق تأخير منخفض للغاية وعرض النطاق الترددي العالي.
• التوجيه التكيفي ومراقبة الازدحام:تقوم النسيج بتوجيه حركة المرور بشكل ديناميكي حول النقاط الساخنة ، مما يضمن الاستخدام الموحد للشبكة ومنع الازدحام قبل أن يؤثر على أداء التطبيق.هذا يؤدي إلى أداء متوقع ومتسق.
• الاندماج السلس مع GPU (GPUDirect®):تقنيات مثل GPUDirect RDMA تسمح بالبيانات تتدفق مباشرة بين ذاكرة GPU من خوادم مختلفة عبر نسيج InfiniBand،وهو أمر بالغ الأهمية لتسريع تدريب الذكاء الاصطناعي متعدد المعايير ومتعددة العقد وعبء عمل الحوسبة العلمية.

نشرميلانوكس InfiniBandفي مراكز الحوسبة الفائقة الرائدة ومؤسسات البحوث قدمت نتائج مثيرة وقابلة للقياس:

ميلانوكس InfiniBandوقد وضعت نفسها كمعيار الذهبشبكات الحواسيب الفائقة، توفير الأداء اللازمة، قابلية التوسع، والذكاء المطلوبة من قبل أكثر المطالبات في العالمHPCوبحل اختناقات الشبكات الحرجة من خلال الابتكارات مثل الحوسبة داخل الشبكة، فإنه يمكّن الباحثين والعلماء من تحقيق نتائج اختراقية بشكل أسرع.انها ليست مجرد اتصالفهي محفز أساسي للمعرفة البشرية والابتكار.