محولات شبكة NVIDIA: تحليل أداء التكيف والإسناد عالي النطاق الترددي ومنخفض الكمون

في بيئات الحوسبة المكثفة للبيانات اليوم، أصبح أداء الشبكة عنق الزجاجة الحرج للتطبيقات التي تتراوح من تدريب الذكاء الاصطناعي إلى الحوسبة عالية الأداء. تم تصميم محولات شبكة NVIDIA، وخاصة سلسلة ConnectX، لمعالجة هذه التحديات من خلال تقنيات تفريغ الأجهزة والتحسين المتقدمة.

تتطلب أحمال العمل الحديثة من البنية التحتية للشبكة أكثر من أي وقت مضى. تكافح بطاقات واجهة الشبكة (NICs) التقليدية لمواكبة متطلبات:

• إمكانيات النطاق الترددي Multi-100GbE
• زمن انتقال أقل من ميكروثانية للتطبيقات الموزعة
• تفريغ وحدة المعالجة المركزية لتحرير موارد المعالج للحساب
• نقل بيانات موثوق به وبدون فقدان على نطاق واسع

تقوم محولات NVIDIA بتنفيذ تقنية RDMA، مما يتيح الوصول المباشر إلى الذاكرة بين الأنظمة دون إشراك نظام التشغيل الخاص بأي من الكمبيوترين. هذا يتجاوز عبء عمل مكدس الشبكة التقليدي ويوفر فوائد أداء كبيرة:

• تقليل زمن الوصول عن طريق إزالة مشاركة kernel في عمليات نقل البيانات
• تقليل استخدام وحدة المعالجة المركزية، وتحرير المعالجات لأعباء عمل التطبيقات
• معدلات رسائل أعلى من خلال مسارات اتصال مبسطة

توسع RoCE قدرات RDMA إلى شبكات Ethernet القياسية، مما يجعل الشبكات عالية الأداء في متناول اليد دون الحاجة إلى بنية تحتية متخصصة. يوفر تطبيق NVIDIA لـ RoCE:

• Ethernet بدون فقدان من خلال التحكم في تدفق الأولوية (PFC)
• دعم RoCEv2 المحسن للشبكات الموجهة
• التوافق مع معدات شبكات مراكز البيانات الحالية

تشتمل محولات شبكة NVIDIA على محركات تفريغ متطورة تتعامل مع مهام معالجة الشبكة مباشرة على NIC:

في اختبارات القياس، تُظهر محولات NVIDIA ConnectX-7 خصائص أداء رائعة:

• زمن وصول منخفض يصل إلى 600 نانوثانية لعمليات RDMA
• إنتاجية بمعدل الخط عند 400 جيجابت/ثانية مع فقدان حزم صفر
• استخدام وحدة المعالجة المركزية أقل من 5٪ أثناء اختبار الإنتاجية القصوى
• دعم ما يصل إلى 256 مليون قائمة انتظار واتصالات

تترجم هذه القدرات مباشرة إلى تحسين أداء التطبيقات في تدريب الذكاء الاصطناعي، والتداول المالي، والحوسبة العلمية، والبنية التحتية السحابية.

تم تصميم محولات شبكة NVIDIA للعمل بسلاسة ضمن بيئات شبكات شاملة عالية الأداء، بما في ذلك:

• بنية التبديل NVIDIA Spectrum لتحسين شامل
• وحدات معالجة البيانات (DPUs) NVIDIA BlueField للمعالجة المجمعة للشبكات والأمان والتخزين
• أنظمة التشغيل الرئيسية والبرامج الافتراضية من خلال برامج التشغيل الموحدة
• منصات التنسيق الشائعة بما في ذلك Kubernetes و OpenStack

يتطلب التدريب الموزع عبر خوادم GPU متعددة مزامنة معلمات فعالة. يؤدي الجمع بين RDMA و RoCE في محولات NVIDIA إلى تقليل عبء عمل الاتصال، وتسريع أوقات التدريب للنماذج الكبيرة.

تتطلب التطبيقات المالية أقل زمن وصول ممكن. توفر محولات NVIDIA زمن وصول أقل من ميكروثانية مع الحفاظ على الموثوقية وضمانات ترتيب الرسائل.

يستفيد موفرو السحابة من قدرات التفريغ لمحولات NVIDIA لتحسين الكثافة وتقليل التكلفة الإجمالية للملكية من خلال متطلبات وحدة المعالجة المركزية المنخفضة.

تواصل NVIDIA الابتكار في تقنية محول الشبكة مع التطورات بما في ذلك:

• البصريات المعبأة معًا لتحسين كفاءة الطاقة والكثافة
• تكامل أوثق مع حوسبة GPU للشبكات المتسارعة
• ميزات أمان محسنة بما في ذلك التشفير المضمن وإنفاذ السياسات
• دعم للمعايير الناشئة وسرعات المنفذ الأعلى

مع استمرار تطور أعباء عمل مركز البيانات، ستزداد أهمية محولات الشبكة الذكية التي تدعم التفريغ. تتوقع خريطة طريق تقنية NVIDIA هذه الاحتياجات من خلال الاستثمار المستمر في حلول الشبكات عالية الأداء.

بالنسبة للمؤسسات التي تسعى إلى زيادة الاستثمار في البنية التحتية إلى أقصى حد، توفر محولات شبكة NVIDIA الأساس للتطبيقات من الجيل التالي التي تتطلب كلاً من النطاق الترددي العالي وزمن الوصول المنخفض.تعرف على المزيد حول كيفية تمكن هذه المحولات من تحويل أداء شبكتك.