NVIDIA Mellanox MCX4121A-ACAT محول الخادم في العمل.

NVIDIA Mellanox MCX4121A-ACAT محول الخادم في العمل.

الخلفية والتحدي: عندما يلتقي 25GbE بجدار الكمون

مقدم خدمة سحابة متوسطة الحجم دعونا نسميهم "CloudNova" كان يواجه مشكلة مألوفة ومؤلمة مركز بياناتهم يعمل على بنية تحتية 25 جيجابايتلكن أداء التطبيق أخبر قصة مختلفةتعثر تكرار قاعدة البيانات وظائف التعلم الآلي الموزعة تعثرت على مزامنة التدرج ومصفوفات تخزين NVMeكانت تكاليف المكعب التقليدية من TCP/IP تستهلك أكثر من 25% من نواة وحدة المعالجة المركزية في عقد الحوسبة الخاصة بهم، وكانت NICs الحالية تفتقر إلى تخفيض الأجهزة ل RDMA. ما يحتاجون إليه لم يكن مجرد عرض النطاق الترددي أكثر، ولكنقابلة للاستخدامعرض النطاق الترددي مع الحتمية على مستوى الميكرو ثانية.NVIDIA Mellanox MCX4121A-ACATبطاقة مصممة بدقة لمواجهة مشاكل مركز البيانات الحديث

الحل: نشر بطاقة MCX4121A-ACAT Ethernet Adapter

تم استبدال فريق CloudNova للهندسة المعمارية بـ 10GbE NICsبطاقة مكيستير إيثرنت MCX4121A-ACATعبر 120 عقدة حاسوبية ، كل منها مجهز بموانئ SFP28 مزدوجة. استفاد النشر من دعم RoCE v2 الأصلي للمحول لتمكين نقل Ethernet بدون خسارة ،إزالة الحاجة إلى أنسجة منفصلة من InfiniBandكان مفتاح الحلMCX4121A-ACAT ConnectX-4 Lx منفذ مزدوج 25GbE SFP28التصميم، الذي سمح بربط الرابط النشط النشط لـ 50Gb/s من معدل التوصيل الإجمالي لكل خادم.قام الفريق بتكوين PFC (تحكم تدفق الأولوية) و ECN (إخطار الازدحام الصريح) على مستوى التبديل، مما يضمن أن حركة RoCE لا تزال خالية من الخسائر حتى في ذروة الحمل.كان جميع أنواع التخزين والحوسبة تعمل على RDMA ، وهو انتقال تم إجراؤه بسلاسة من خلال التوافق الخارجي للمحول مع كابلات SFP28 الحالية ومفاتيح Mellanox Spectrum.

من الناحية التشغيليةمتوافق مع MCX4121A-ACATأثبتت البنية البيئية أنها لا تقدر بثمن. كانت البطاقات متكاملة بشكل لا تشوبه شائبة مع خوادم CloudNova القائمة على Ubuntu ومجموعة Kubernetes ، مما يتطلب فقط تثبيت برامج التشغيل القياسية. كما أشار الفريق إلىورقة بيانات MCX4121A-ACATلتحسين تخصيص العازل وتعطيل إعدادات الاندماج ، وتحقيق أداء مثالي لبيئة عبء العمل المختلط ‬ التي شملت مجموعات MySQL ، Spark analytics ،و وظائف تدريب TensorFlow.

النتائج القابلة للقياس: معدل الإنجاز والبطء وكفاءة المعالجة المركزية

كان تحسن الأداء فوريًا وقابلًا للقياس.NVIDIA Mellanox MCX4121A-ACAT، شهدت الخلفية التخزينية انخفاض فترة تأخر قراءة NVMe-oF من 85μs إلى 12μs فقط ¢ تحسنًا 7x. تقلص فترة تأخر تكرار قاعدة البيانات بين العقد الأساسية والحافظة من 320ms إلى أقل من 2ms.تمكين التحول شبه المتزامنبالنسبة لحملات عمل التعلم الآلي ، انخفض وقت التزامن الكلي لتدريب ResNet-50 بنسبة 62٪ ، مما يقلل من وقت التدريب الإجمالي من 4.2 ساعة إلى 1.6 ساعة.

وبالإضافة إلى فترة التأخير، كانت مكاسب سعة الخادم مثيرة للإعجاب بنفس القدر.و VLAN tagging خفض استخدام وحدة المعالجة المركزية لمعالجة الشبكة من 28% إلى أقل من 5% في جميع العقدهذا حررت أكثر من 20 نواة وحدة المعالجة المركزية لكل خادم من أجل منطق التطبيقات، وزيادة مباشرة كثافة الحاوية بنسبة 40٪.مواصفات MCX4121A-ACAT، تقدم البطاقة معدل خط 25GbE لكل منفذ مع تأخير أقل من 1μs ، وأكدت معايير CloudNova الداخلية هذه الأرقام في الإنتاج.

الفوائد التشغيلية: التكلفة الكلية للإنتاج والاستعداد للمستقبل

في حين أن أرقام الأداء الخام تخبر قصة مقنعة، كانت المكاسب التشغيلية كبيرة بنفس القدر.حل بطاقة MCX4121A-ACAT Ethernet adapterخفضت التكلفة الإجمالية للملكية عن طريق القضاء على الحاجة إلى نسيج RDMA منفصل (وفر أكثر من 180K في البنية التحتية للتبديل).انخفض استهلاك الطاقة لكل خادم بنسبة 8 واط مقارنة مع NIC السابقة، مما يترجم إلى وفورات تبريد سنوية تبلغ حوالي 15٪. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر تصميم منفذ مزدوج في المحول إضافة طبيعية عندما يعاني أحد الروابط من الضغط.حركة المرور فشلت تلقائيًا إلى الميناء الثانوي مع فقدان الحزم صفر، كما تم التحقق منه من خلال سجلات القياس عن بعد

لمديري تكنولوجيا المعلومات الذين يقومون بتقييمMCX4121A-ACAT السعرضد الحلول البديلة، لاحظ المدير المالي لشركة CloudNova أن فترة الاسترداد كانت أقل من 10 أشهر، مدفوعة إلى حد كبير بزيادة استخدام الخادم وتقليل أوقات الانتهاء من العمل.كما أقدّر الفريق الهندسة المعمارية المستقبليةمكس4121A-ACAT للبيعاليوم يدعم 25GbE اليوم ولكن يمكن إعادة استخدامها لبيئات 10GbE أو 40GbE مع البصريات المناسبة ، مما يضمن حماية الاستثمار للترقيات المستقبلية.

ملخص وتوقعات: مخطط لمراكز البيانات جاهزة لـ RDMA

رحلة CloudNova معNVIDIA Mellanox MCX4121A-ACATيظهر مخططًا واضحًا للمنظمات التي تسعى إلى إطلاق الإمكانات الكاملة للبنية التحتية 25GbE. من خلال الجمع بين معدل 25GbE مزدوج الموانئ ، RoCE المتسارع بالأجهزة ،والتكامل السلس مع النظم الإيكولوجية القائمة،بطاقة مكيستير إيثرنت MCX4121A-ACATتحويل شبكة إدخال / إخراج من عنق الزجاجة إلى تمكين الأداء. النتائج: 7 أضعاف تأخير التخزين ، 83٪ تخفيض تكاليف المعالجة المركزية ،و 62% أسرع التدريب على اللغة الرقمية يتحدث إلى قدرة المكيف على تقديم نتائج تجارية قابلة للقياس.

بالنظر إلى المستقبل، مع استمرار عبء عمل الذكاء الاصطناعي والتحليلات في الوقت الحقيقي في دفع الطلب على الشبكات الحتمية،MCX4121A-ACAT ConnectX-4 Lx منفذ مزدوج 25GbE SFP28يوفر أساسًا متينًا لاعتماد RDMA دون ترقية الرافعات الشوكية. بالنسبة للمهندسين المعماريين وقادة تكنولوجيا المعلومات الذين يخططون لتحديث البنية التحتية التالية ، يمثل هذا المحول ليس مجرد مكون ،ولكن أداة استراتيجيةتتوفر معايير ضبط مفصلة وأفضل الممارسات في النشر في الموقع الرسميورقة بيانات MCX4121A-ACAT- مرجع أساسي لأي نشاط خطير.