حل شبكة الحوسبة عالية الأداء: إنفيني باند يقود اختراقات في أداء الحوسبة الفائقة

引言:الطلب غير القابل للشبع على قوة الحوسبة في البحوث العلمية والذكاء الاصطناعي والمحاكاة المعقدة يدفع حدود الحوسبة عالية الأداء (HPC).بينما تتطور الحواسيب الفائقة من مستوى بيتافلوب إلى مستوى إكسافلوب، لقد ظهرت عنق الزجاجة الحرجة: الترابط.وتكافح أنسجة الشبكات التقليدية لمواكبة متطلبات سعة البيانات الضخمة ومتطلبات الكمون المنخفض للغاية للحوسبة الموازية الحديثةهنا حيثميلانوكس InfiniBandالتكنولوجيا ترتفع إلى التحدي، وتوفير الأساسيةشبكات الحواسيب الفائقةنسيج يسمح بإحداث اختراقات حقيقية في الأداء، مما يضمن أن الآلاف من عقد الحوسبة يمكن أن تعمل معا كنظام واحد قوي.

المناظر الطبيعيةHPCالحملات العمل لم تعد مجرد حسابات الخام بالشفرة العائمة، فهي تركز بشكل متزايد على البيانات،تتضمن مجموعات بيانات ضخمة وتتطلب اتصالات سريعة بين العقد في مجموعةسواء كان محاكاة نماذج المناخ، فك تشفير تسلسلات الجينوم، أو تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع، هذه التطبيقات مقيدة بشدة من قبل أداء الشبكة.التحديات الرئيسية تشمل:

• ضيقات الدخول والخروج:يمكن أن تؤدي حركة البيانات غير الفعالة بين التخزين وعقد الحوسبة ومركبات معالجة الرسوم البيانية إلى إيقاف المعالجات باهظة الثمن ، مما يضيع دورات الحوسبة ويزيد من وقت الحل.
• تأخير الاتصال:وبما أن التطبيقات تتوسع إلى مئات الآلاف من النواة ، فإن حتى تأخيرات الميكرو ثانية في اتصالات واجهة تمرير الرسائل (MPI) يمكن أن تقلل بشكل كبير من أداء التطبيق بشكل عام.
• القيود المفروضة على التوسع:تواجه شبكات إيثرنت التقليدية مشاكل الازدحام والتعقيد على نطاق كبير، مما يجعل من الصعب الحفاظ على أداء متوقع في عمليات النشر على نطاق واسع.
• الطاقة وكفاءة التكلفة:إن بناء نظام على نطاق إكسا مع شبكات غير فعالة غير مستدام اقتصاديًا وبيئيًا، حيث يتطلب طاقة هائلة لنقل البيانات وحدها.

هذه التحديات تتطلب نموذجا جديدا فيشبكات الحواسيب الفائقة، واحد تم تصميمه من الأرض إلى أعلى لمتطلبات الحوسبة على نطاق واسع.

ميلانوكس InfiniBandيوفر حلًا شاملًا من نهاية إلى نهاية تم تصميمه خصيصًا للتغلب على قيود الشبكات التقليدية. إنه ليس مجرد اتصال أسرع.إنها نسيج أكثر ذكاءً ويتكامل بسلاسة مع الأجهزة الحديثةHPCوتشمل الحل العديد من الابتكارات التكنولوجية الرئيسية:

هذا نهج ثوري ينقل العمليات الجماعية (على سبيل المثال ، التخفيضات ، الإذاعات) من وحدة المعالجة المركزية إلى شبكة التبديل. من خلال إجراء تجميع البيانات داخل نسيج الشبكة ،SHARP يقلل بشكل كبير من حجم البيانات التي تعبر الشبكة وعدد العمليات المطلوبة من عقد الحوسبة، تسريع عمليات MPI وتحرير موارد وحدة المعالجة المركزية للحوسبة.

يقدم Mellanox InfiniBand تأخيرًا من نهاية إلى نهاية أقل من 500 نانو ثانية ويوفر سرعات عرض النطاق الترددي من 200 جيجابايت / ثانية ، و 400 جيجابايت / ثانية ، وأكثر من ذلك. هذا يضمن أن حركة البيانات لا تكون أبداً عنق الزجاجة ،يسمح لمعالجات المعالجة المركزية و وحدات المعالجة المركزية بالعمل في أقصى استغلال.

تم تصميم نسيج InfiniBand مع توبولوجيا شجرة الدهون غير الممنوعة التي تمكن من التوسع السلس إلى عشرات الآلاف من العقد دون تدهور الأداء.آليات التوجيه التكيفية ومكافحة الازدحام تضمن تدفق البيانات بكفاءة حتى تحت الحمل الشديد، الحفاظ على الأداء المتوقع.

يدعم InfiniBand تقنية GPUDirect® ، والتي تسمح لـ GPUs بنقل البيانات مباشرة عبر الشبكة ، وتجاوز وحدة المعالجة المركزية وذاكرة المضيف. وهذا أمر بالغ الأهمية لحملات العمل AI و ML. وبالمثل ، فإن GPUs يمكن أن تتمكن من نقل البيانات مباشرة عبر الشبكة ، وتتجنب CPU وذاكرة المضيف.دعم NVMe على الأقمشة (NVMe-oF) يوفر الوصول إلى التخزين عن بعد بسرعة محلية، حل اختناقات الإدخال والخروج.

تنفيذميلانوكس InfiniBandتقدم تحسينات كبيرة وقابلة للقياس عبر مقاييس الأداء الرئيسية فيHPCهذه النتائج تظهر باستمرار في مراكز الحوسبة الفائقة الرائدة في العالم.

الرحلة إلى الحوسبة على نطاق واسع و ما وراءها هي أساسا تحدي الشبكات.ميلانوكس InfiniBandأثبتت أنها النسيج الضروري الذي يجعل هذه الرحلة ممكنة. من خلال حل المشاكل الحرجة من فترة تأخر، عرض النطاق الترددي، قابلية التوسع، والكفاءة،يسمح للباحثين والمهندسين بالتركيز على مهمتهم الأساسية ‬الابتكار‬بدلاً من أن يعوقهم قيود البنية التحتيةمع استمرار تقارب الذكاء الاصطناعي، والمحاكاة، وتحليل البيانات،شبكات الحواسيب الفائقةسوف تصبح أكثر أهمية للتقدم التكنولوجي.

اكتشف كيفيةميلانوكس InfiniBandالحل يمكن أن يحول حياتكHPCخبرائنا في الهندسة المعمارية مستعدون لمساعدتك في تصميم نسيج يلبي احتياجاتك الحسابية الأكثر تطلباً.زيارة موقعنا الرسمي لمعرفة المزيدوتحميل أوراق بيانية تقنية مفصلة ودراسات حالة من مؤسسات البحوث الرائدة.