مقارنة شبكة الحوسبة الفائقة: InfiniBand مقابل Ethernet
October 12, 2025
أوستن، تكساس – تشهد شبكات شبكات الحوسبة عالية الأداء تحولاً كبيراً مع تصاعد متطلبات الحوسبة. يستمر النقاش بين تقنيات InfiniBand و Ethernet في الاشتداد، مع آثار كبيرة على أبحاث الذكاء الاصطناعي والمحاكاة العلمية ومهام العمل كثيفة البيانات. تحلل هذه المقالة الفروق التقنية الحاسمة في النقاش بين InfiniBand و Ethernet وتأثيرها على معماريات الحوسبة الفائقة من الجيل التالي.
في أساس الحوسبة الفائقة الحديثة يكمن اختيار حاسم في تقنية الربط البيني. تستخدم InfiniBand، التي تعتبر منذ فترة طويلة المعيار الذهبي لـ شبكات الحوسبة عالية الأداء، بنية قماشية خالية من الفقدان مع إمكانات الوصول المباشر إلى الذاكرة عن بعد (RDMA) الأصلية. تطورت Ethernet، خاصة مع التحسينات من بروتوكول RoCEv2 (RDMA عبر Ethernet المتقارب)، لتحدي هيمنة InfiniBand في بيئات الأداء العالي. تخلق الاختلافات الأساسية في فلسفات تصميمها خصائص أداء متميزة تؤثر بشكل مباشر على أداء التطبيقات وقابليتها للتوسع.
عند تقييم InfiniBand و Ethernet لعمليات النشر واسعة النطاق، تحكي المقاييس القابلة للقياس قصة مقنعة. تُظهر تقنية InfiniBand HDR من الجيل الحالي، ولا سيما من Mellanox (الآن NVIDIA Networking)، مزايا كبيرة في التطبيقات الحساسة للكمون. تقارن الجداول التالية مؤشرات الأداء الرئيسية بناءً على الاختبارات المستقلة وبيانات نشر الحواسيب الفائقة TOP500:
| مقياس الأداء | InfiniBand HDR | Ethernet (400GbE) | الميزة |
|---|---|---|---|
| كمون المحول | 90 نانو ثانية | 250 نانو ثانية | أقل بنسبة 64% (InfiniBand) |
| معدل الرسائل | 200 مليون رسالة/ثانية | 85 مليون رسالة/ثانية | أعلى بنسبة 135% (InfiniBand) |
| كفاءة MPI (10 آلاف عقدة) | 94% | 78% | أعلى بنسبة 16% (InfiniBand) |
| كفاءة الطاقة (لكل جيجابت في الثانية) | 1.8 واط | 2.5 واط | أفضل بنسبة 28% (InfiniBand) |
تمت قيادة الريادة التكنولوجية لـ InfiniBand في مجال شبكات الحوسبة عالية الأداء بشكل كبير من خلال ابتكار Mellanox. يتضمن نهجهم الشامل التوجيه التكيفي والتحكم الحاد في الازدحام وإمكانات الحوسبة داخل الشبكة التي تزيد من تسريع العمليات الجماعية. تُظهر هذه الابتكارات، ولا سيما بروتوكول التجميع والتقليل الهرمي القابل للتطوير (SHARP)، كيف يمكن لشبكات ذكية أن تخفف مهام الحوسبة عن وحدة المعالجة المركزية، مما يوفر فوائد في الأداء لا يمكن تحقيقها باستخدام أساليب Ethernet القياسية.
أحرزت Ethernet تقدماً كبيراً في معالجة قيودها التاريخية للحوسبة عالية الأداء. أدت التطورات مثل التحكم في تدفق الأولوية (PFC) وإشعار الازدحام الصريح (ECN) وإدارة حركة المرور المحسنة إلى تحسين ملاءمتها لمهام عمل RDMA. يمثل دعم النظام البيئي لـ Ethernet، بما في ذلك توافق البائعين الأوسع وأدوات الإدارة المألوفة، حالة مقنعة لعمليات نشر معينة حيث لا يكون الأداء الأقصى المطلق هو العامل المحدد الوحيد.
يمتد الاختيار بين InfiniBand و Ethernet إلى ما هو أبعد من مقاييس الأداء الأولية. توفر InfiniBand عادةً أداءً فائقاً للتطبيقات المقترنة بإحكام مثل ديناميكيات الموائع الحسابية ونمذجة الطقس وتدريب الذكاء الاصطناعي حيث تكون الميكروثانية مهمة. توفر Ethernet مرونة أكبر للبيئات المتجانسة والبنية التحتية المتقاربة التي تدعم كلاً من الحوسبة عالية الأداء ومهام عمل المؤسسات. يجب أن تأخذ التكلفة الإجمالية للملكية والخبرة الحالية للموظفين ومواءمة خارطة الطريق طويلة الأجل في الاعتبار في قرار البنية التحتية الحاسم هذا.
يعكس النقاش بين InfiniBand و Ethernet في شبكات الحوسبة عالية الأداء المتطلبات المتنوعة للعلوم الحاسوبية الحديثة. بينما تحافظ InfiniBand على ريادة الأداء لأكثر تطبيقات الحوسبة الفائقة تطلباً، تستمر Ethernet في التطور كبديل قابل للتطبيق للعديد من حالات الاستخدام. يعتمد القرار في النهاية على متطلبات التطبيق المحددة وعتبات الأداء والأهداف الاستراتيجية للبنية التحتية.