Mellanox (NVIDIA Mellanox) MCX556A-ECAT Server NIC قيد التشغيل | RDMA/RoCE النقل ذو زمن الوصول المنخفض وزيادة إنتاجية الخادم

تواجه مراكز البيانات فائقة الحجم وبيئات السحابة التجارية تحديًا مشتركًا: مع زيادة أعداد نواة وحدة المعالجة المركزية، تصبح شبكات TCP/IP التقليدية عنق الزجاجة.وتستهلك مفاتيح السياق موارد معالجة حاسوبية كبيرة، والتي تحد من أداء التطبيق. دراسة الحالة هذه تدرس كيفية حل فريق البنية التحتية للخدمات المالية لهذه النقاط القاسيةميلانوكس (NVIDIA Mellanox) MCX556A-ECATخادم NIC، وتحقيق تخفيضات كبيرة في فترة تأخير وتحسينات قابلة للقياس في معدل خدمة الخادم.

الخلفية والتحديات: عندما تكون كل ميكرو ثانية مهمة

قام فريق البنية التحتية بإدارة مجموعة قواعد بيانات موزعة تدعم تحليلات المخاطر في الوقت الحقيقي. مع مئات خوادم السلع المتصلة عبر 25GbE ، اعتمد الاتصال بين العقد على TCP.مع زيادة أحجام التداول، ظهرت ثلاث قضايا حرجة: تجاوزت استغلال وحدة المعالجة المركزية على عقد قاعدة البيانات 75٪ بسبب معالجة كومة الشبكة ؛تأخير الذيل لعمليات الذاكرة عبر العقدة ارتفعت إلى 200 ميكرو ثانية خلال ساعات الذروةوواجهت الشركة تكلفة إضافة مزيد من الخوادم فقط للتعامل مع نفقات الشبكة، وليس الطلب الحاسوبي.حل البطاقات المتكاملة MCX556A-ECAT Ethernetوالتي يمكن أن تخفف من عبء الشبكة مع تمكين الوصول المباشر إلى الذاكرة عن بعد (RDMA).

الحل والتنفيذ: تنفيذ RoCE مع مكيّفات ConnectX

بعد تقييم الخيارات، اختار الفريقNVIDIA Mellanox MCX556A-ECATتستند إلى قدرة 100GbE مزدوجة الموانئ ودعم RoCE الأصلي (RDMA عبر Ethernet المتقارب). تم نشرها كمعياربطاقة الشبكة PCIe MCX556A-ECAT ConnectX، تلقى كل مضيف محول واحد متصل بمفتاح أعلى الرف قادر على RoCE مع تمكين PFC (تحكم تدفق الأولوية) و ECN (إخطار الازدحام الصريح).طريق الهجرة كان بسيطاً: المكيف هومتوافق مع MCX556A-ECATمع فتحات PCIe 3.0 القائمة ، والقضاء على ترقية الخادم. تشكيل ينطوي على تمكين RoCE في كومة السائق وتعديل عتبات العازل كما هو موضح فيورقة بيانات MCX556A-ECATفي غضون أسبوعين، كانت مجموعة 120 عقدة بأكملها تشغل الاتصالات القائمة على RDMA لتكرار قاعدة البيانات وتخزين الخزانة في الذاكرة.

الـبطاقة مكيج 556A-ECAT Ethernetعمليات مفتاحية غير محملة: تجاوز النواة عبر API الفعاليات المساحة المستخدمة ، النقل القائم على الأجهزة لـ RDMA يكتب / يقرأ ، وحركة البيانات الصفرية. هذا تحولميلانوكس (NVIDIA Mellanox) MCX556A-ECATإلى العمود الفقري منخفض الكمون في المجموعة دون تغيير منطق التطبيقات القائمة، فقط التبديل من محاور TCP إلى libfabric أو UCX، وهو تغيير يتم إدارته خلال نافذة الصيانة العادية.

النتائج والفوائد: مكاسب قابلة للقياس في التأخير والإنتاج

تم التحقق من صحة الاستثمار من خلال مقاييس ما بعد التنفيذ.مواصفات MCX556A-ECATكخط أساسي (متأخرة الأجهزة تحت الميكرو ثانية) ، حقق الفريق:

وبالإضافة إلى الأرقام الخام، حقق الفريق تأخيرًا مستقرًا أقل من 4 ميكرو ثانية عند 99.9٪ الحرج لحسابات المخاطر.أتاحت نواة وحدة المعالجة المركزية المحررة للخوادم الحالية التعامل مع 40% من موضوعات التطبيقات، تأجيل شراء الأجهزة.MCX556A-ECAT للبيعأصبحت الاقتصادية واضحة: أداة مخصصة واحدة لكل خادم قدمت عائد الاستثمار في غضون ستة أشهر فقط من عدد العقدات المنخفضة وتكاليف الطاقة / التبريد المنخفضة.سعر MCX556A-ECATمقابل بطاقات 100G المتنافسة، كانت التكلفة الإجمالية للملكية، بما في ذلك توافق البرمجيات واستقرار السائق، تفضل حل Mellanox.

الفريق التحقق أيضامتوافق مع MCX556A-ECATتمكّن هذه الشبكة من توطين شبكات التخزين على نفس النسيج، مما يبسط الكابلات ومنافذ التبديل.وفقًاورقة بيانات MCX556A-ECAT،البطاقة تدعم ما يصل إلى 16 مليون IOPS لكل منفذ يخطط الفريق لاستخدامها خلال تحديث التخزين العام المقبل.

ملخص وتوقعات: أساس لمراكز البيانات من الجيل التالي

هذا النشر يظهر أنMCX556A-ECATليس مجرد NIC أسرع ولكن منصة للتحول المعماري. من خلال تمكين RDMA / RoCE ، يمكن للمنظمات كسر عنق الزجاجة TCP ، وإعادة استخدام دورات وحدة المعالجة المركزية لحملات العمل ذات القيمة المضافة ،وتوسيع النطاق بكفاءة.NVIDIA Mellanox MCX556A-ECATوقد أثبتت قيمتها في التمويل الحساس للفترة الضيقة، ولكن فوائدها تمتد إلى تدريب الذكاء الاصطناعي، ومحاكاة HPC، وقواعد البيانات الموزعة.بطاقة الشبكة PCIe MCX556A-ECAT ConnectXيمثل خيار ناضج وموثق جيدًا.مواصفات MCX556A-ECATلتنسيق الأداء أو البحث عنMCX556A-ECAT للبيعلتخطيط التنفيذ على مستوى المجموعة، هذا المحول يحقق وعد الايثنر بدون خسائر حقيقية، مع انخفاض في فترة تأخير.