مقارنة شبكة الحوسبة الفائقة: InfiniBand مقابل Ethernet

ملخص:وبما أن أحمال عمل الحوسبة عالية الأداء (HPC) تصبح أكثر تعقيداً ومكثفة البيانات ، فإن اختيار تكنولوجيا الارتباط أمر بالغ الأهمية.شبكات HPC‬إنفيني باند من ميلانوكس و إيثيرنت التقليدي ‬تقييم مزاياهما المعمارية لجيل جديد من الحوسبة الفائقة ومجموعات أبحاث الذكاء الاصطناعي.

وتتجاوز بيئات الحوسبة عالية الأداء اليوم المحاكاة العلمية التقليدية لتشمل تدريب الذكاء الاصطناعي وتحليلات البيانات الضخمة والمعالجة في الوقت الحقيقي.هذه الأحمال العاملة تتطلب نسيجًا مترابطًا لا يوفر فقط عرض النطاق الترددي الخامالشبكة قد تحولت من أنبوب بيانات سلبي إلى مكون فعال وذكي من بنية الحوسبةالاختيار بينInfiniBand مقابل Ethernetقرار معماري أساسي يفرض أداء الكتلة الكلية وكفاءتها.

الفرق الأساسي بين InfiniBand و Ethernet يكمن في فلسفة تصميمها. تم تصميم InfiniBand منذ البداية للبيئة عالية المخاطر منشبكات HPC، بينما تطورت إيثيرنث من معيار شبكات للأغراض العامة.

بقيادةميلانوكس(الآن جزء من شركة NVIDIA) ، تقدم InfiniBand نسيجًا خالٍ من الخسائر مع ميزات متطورة:

• الـ RDMA الأصلي:يوفر نقل مباشرة من ذاكرة إلى ذاكرة بين الخوادم، وتجاوز نظام التشغيل و وحدة المعالجة المركزية، مما يقلل من فترة التأخير إلى أقل من 600 نانو ثانية.
• الحوسبة داخل الشبكة:تتيح تقنية SHARP من Mellanox تنفيذ عمليات التجميع (مثل all-reduce) داخل نسيج التبديل ، مما يقلل بشكل كبير من حجم البيانات ويزيد من سرعة العمليات الجماعية.
• عرض النطاق الترددي العالي:يستخدم 400Gb / s NDR InfiniBand ، مما يوفر معدل تسجيل ثابت وخالي من الازدحام.

حققت شبكة إثنتر ذات الأداء العالي الحديثة (مع RoCE - RDMA على شبكة إثنتر متقاربة) خطوات كبيرة:

• التعرف والتكلفة:تستفيد من المعرفة الحالية في مجال تكنولوجيا المعلومات ويمكن أن تستفيد من وفورات الحجم.
• RoCEv2:تمكن إمكانات RDMA عبر شبكات Ethernet ، على الرغم من أنها تتطلب نسيجًا غير مسموح به (DCB) للتشغيل بشكل مثالي.
• السرعة:يوفر معدلات عرض النطاق الترددي الخام قابلة للمقارنة ، مع 400 جيجابايت / ثانية إيثيرنث متاحة بسهولة.

تتحقق المزايا النظرية لـ InfiniBand في مكاسب أداء ملموسة في بيئات HPC والذكاء الاصطناعي في العالم الحقيقي. يحدد الجدول التالي المميزات الرئيسية للأداء:

الـInfiniBand مقابل Ethernetالقرار ليس تقنياً فقط، بل يحمل وزنًا استراتيجيًا كبيرًا.ميلانوكسالتكنولوجيا ، يوفر أداءً متفوقًا ويمكن التنبؤ به باستمرار للمحاكاة المرتبطة ارتباطًا وثيقًا وتدريب الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع ،تترجم مباشرة إلى وقت أسرع لحل وأكبر استخدام للموارديوفر Ethernet مزايا مقنعة في البيئات غير المتجانسة وحملات العمل المختلطة حيث يكون التكامل مع شبكات الشركات الأوسع أهمية.أدائها غالبا ما يعتمد على تكوين دقيق للقرب من أن من نسيج InfiniBand بنيت خصيصا.

لا توجد إجابة واحدة تناسب الجميعشبكات HPCالمناقشة. لتنفيذات مهمة حرجة حيث أقصى أداء التطبيق، أدنى فترة تأخير،وأعلى كفاءة غير قابلة للتفاوض، مثل في مراكز الحوسبة الفائقةبالنسبة للمجموعات التي تقوم بتشغيل أحمال عمل متنوعة أو حيث تعارف التشغيلي أمر بالغ الأهمية ، تقدم حلول Ethernet المتقدمة بديلاً قابلاً للحياة.المفتاح هو مواءمة بنية الشبكة مع المتطلبات الحسابية والاقتصادية الخاصة لحملة العمل.

لتحديد استراتيجية الترابط المثلى لاحتياجات الحوسبة الخاصة بك، والانخراط مع شركاء الخبراء لتحليل تفصيلي لحمل العمل واختبار إثبات المفهوم.تقييم أنماط التواصل التطبيق الخاص بك هي الخطوة الأولى نحو بناءشبكات HPCالبنية التحتية